DF8B停车电磁阀磁铁壳车削难点浅析

[摘 要]本文对DF8B内燃机车停车电磁阀磁铁壳加工工艺做了分析，阐述了磁铁壳在车削加工中的难点，强调保证产品质量及控制变形的重要性。并具体从加工工艺的制定，工装的设计制作和刀具及切削参数的选择等方面进行了详细叙述。在该产品的试制过程中，进行了多次的工艺试验验证，结果表明取得了很好的效果。

[关键词]停车电磁阀；磁铁壳；芯轴；刀具

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0388-02

停车电磁阀是控制机车正常运行中关键的控制部件之一，它的加工精度要求高，零部件组装空间小，操作控制频繁，在使用过程中如果发生质量问题，检修或更换较为困难。因此，在该产品的加工过程中，应加倍小心，严格按照设计要求，保证产品质量。因此加工过程中如何选择刀具，确定切削参数，是保证产品加工合格的重要措施，在该产品的试制过程中，经过对该产品结构特点和材质特点的认真分析比较，设计制作了适用的工装夹具，并进行了多次的工艺试验加一验证，取得了良好的试制效果。

1 概述

停车电磁阀是DF8B机车上柴油机工作时期控制作用的起停装置，共有各种零部件二十余种，其中磁铁壳是该部件的主要组成部分。它是一种薄壁结构的零件，其内腔放置了二十余种零部件，由于它工作时要求屏蔽其内部通电线圈产生的电磁场对其他部件的影响，很多加工零件都选择电气工业用纯铁作为加工材料，磁铁壳就是选择纯铁中的DT1作为原材料来进行加工的。

2 工艺分析

由于纯铁DT1，HB≤116，具有良好的塑性和韧性，但也有散热性差的特点，因此其加工难度大，其主要加工难点就在于切削加工中很难断屑，同时由于散热性差，加工时切削温度较高，因此很容易出现刀具磨损[1]。而磁铁壳又是机加工中的典型薄壁零件之一，因此又存在变形大的加工难点，对于图一所示的磁铁壳而言，其形位公差要求又高，如左端Φ37H9内孔与M42×1-6H螺纹与右端M20×1-7H的螺纹具有Φ0.06mm的同轴度要求，同时左端Φ37H9内孔与右端Φ30±0.5外圆具有0.1mm的同轴度要求，对于磁铁壳这种具有较高形位公差要求，对于磁铁壳这种具有较高形位公差要求，又是难加工材料的薄壁零件，如果工艺安排不合理，刀具参数选择不合理很难保证其Φ37H9内孔表面粗糙度和同轴度要求。

根据如图1所示的磁铁壳的图样，左端壁厚仅2.5mm且薄壁处长度达67mm，Φ37H9内孔的表面粗糙度要求达到Ra1.6，薄壁外进有M42×1-6H螺纹，该加工段是整个零件强度最弱的部分，加工时很容易引起振动而使Ra1.6达不到技术要求[2]。Φ37H9和Φ38H9内孔要求车右端M20×1-7H的内螺纹要求的同轴度要求达到Φ0.06mm，但是Φ37H9和Φ38H9与M20×1-7H内螺纹又不可能在一次装夹中全部完成，因此为了保证同轴度达到图纸设计要求必须使用定位精度较高的工装或者芯轴。

3 定位基准的选择

由于零件在设计时以右端M20×1-7H的内螺纹作为设计基准，使得我们在制作工装时如果遵循“基准重合”原则[3]，就应以M20×1-7H的内螺纹作为定位基准，而我们知道以螺纹作为精基准其定位精度很低，且螺纹短小，如果以M20×1-7H和Φ18H9作为精基准，则加工时工件的强度和刚性很差，要想保证左端的Φ38H9内孔的表面粗糙度达到Ra1.6很困难。因此我们是在工艺设计时为了保证零件的加工要求就必须另外选定定位基准。由于Φ37H9内孔表面粗糙度小于且长度达67mm，如果以该表面作为精基准，其定位面积大，定位稳定，刚性强，同时也符合“选择面积较大，精度较高，装夹稳定可靠的表面做精基准”的选择原则。但是由于其尺寸精度较低，公差达0.062mm，而图样设计要求是加工后同轴度达到0.06mm。显然这样大的尺寸公差无法满足定位的要求。为了是定位基准能够保证加工精度要求，从工艺角度上将Φ37H9的尺寸精度提高，尺寸公差控制在0.02mm以内，那么完全可以保证Φ37和Φ38的内孔与右端的M20×1-7H在两次装夹加工后同轴度公差控制在Φ30.06mm以内的技术要求，因此我们在工艺制定时将Φ37H9内孔的工艺尺寸公差设定为Φ37H9+0.04 +0.02。

4 工艺芯轴的设计和使用

4.1 工艺芯轴的设计

综上所述，为了保证磁铁壳繁荣质量满足图纸要求，制作了一套专用芯轴，如图2所示，芯轴采用45#钢调质处理后加工。热处理HRC40～45，因此前面分析将磁铁壳内孔公差确定为0.02mm，专用芯轴与Φ37H9+0.04 +0.02配合处尺寸选择为Φ370 -0.01。

4.2工艺芯轴的使用

使用芯轴时，可先将M42×1螺母套在芯轴的左端，然后用四爪卡盘夹持后将Φ37.01外圆与主轴轴线的同轴度，找正在0.01mm以内方可使用。螺母套如图3。

5 制定工艺流程

10：备料Φ45×90。

15：粗车至如图4所示的工步图。

20：夹持Φ45外圆，精车至图5所示的工步图。

25：采用专用芯轴车右端各部尺寸达图。

30：铣六方32h13，钻Φ3H8（+0.04 0）。

35：去毛刺，倒角。

40：检查。

45：清洗入库。

6 采取措施，解决纯铁技术加工问题

1、合理选择切削刀具材料，粗车时刀具采用YT5，精车时刀具采用YT15[4]。

2、合理选择刀具几何参数：

粗车前角15° 后角8°，刃倾角0°，刀尖圆角0.5°

精车前角20° 后角12°刃倾角3°，刀尖圆角0.2°

3、合理选择切削液。降低切削温度，保护刀具，提高刀具耐用度。

4、合理选择切削用量：

粗车：450r/min，f=0.3mm/r，ap=2-3mm

精车：900r/min，f=0.08mm/r，ap=0.2-0.3mm

7 结论

通过采取以上加工工艺和各项措施，效果明显，一次性试制成功，完全达到图样设计要求，自试制完成以来，成功加工了上千件磁铁壳，为今后加工纯铁类产品积累了宝贵的经验。

参考文献

1、郑品森、刘文芳.《机械制造工艺学》 中央广播电视大学出版社，2005.

2、焦根昌.《金属切削机床》湖南科学出版社，2004

3、蒋增福、雷午生.《车工（技师技能、高级技师技能》中国劳动社会保障出版社，1998

4、陆根奎.《车工技师培训教材》机械工业出版社，2000

作者简介：王道彬，男（1978-），四川资阳人，车工中级工。资阳南车电气公司加工车间，主要从事动车组、机车及城轨车辆电气连接器和单元制动器零部件加工工作。