SS316L不锈钢法兰的加工工艺研究
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摘 要：在SS316L不锈钢法兰的加工过程中，首件试切发现存在一定的问题，如效率低不能批量化，精度不符合标准等。对这些问题的发生原因加以分析，进而采取有效的措施，对专用夹具加以设计，并对加工工艺进行优化，从而解决问题，提高SS316L不锈钢法兰的加工效率和产品合格率。
关键词：SS316L;不锈钢法兰;加工工艺
在两个轴承、设备的连接中，需要使用法兰这一配件，目前管道施工中一种主要的连接方式就是法兰连接，具有承压能力大、拆卸方便等优势。为了对SS316L不锈钢法兰加工工艺进行研究，选取了相应型号减速机的法兰零件。在实际加工当中，发现有不符合图纸要求的地方。基于此分析实际加工当中存在的问题，并优化加工工艺，确保法兰加工质量。
1 SS316L不锈钢法兰的首件试切
SS316L不锈钢法兰是当前比较常见的一种类型，其中化学成分主要包括钼、镍、铬、硫、磷、锰、硅、碳等。根据加工需求，使用Φ55mm×20mm圆棒料作为毛坯。材料特点是耐高温、耐腐蚀、强度较高、切削加工性能良好，在机械装备中有广泛的应用。法兰加工要素主要包括钻孔、镗孔、铣平面、车外圆等，主要包括铣削、车削等部分。[1]在数控车床，进行右侧Φ52mm、Φ34mm外圆车削，然后进行Φ15.68mm、Φ28.3mm孔加工，Φ33mm外圆加工。通过立式加工中心， 进行R1.7圆弧槽、.4-Φ4.5mm孔 、Φ12.2mm孔、Φ24.0mm孔、以及右侧斜面加工。在首件试切当中，加工中心和数控车床使用的夹具都是三爪卡盘，使用数控车床加工右侧外圆及台阶，然后进行加工左侧外圆及内孔。在使用加工中心三爪卡盘，从右侧外圆位置夹持，进行圆弧沟槽铣削、钻孔加工，然后装夹反面，铣削斜面和孔。最后在数控车床，加工内沟槽。按照上述加工工艺，进行首件试切检测，结果显示左侧内孔及圆弧面粗糙度不合格，部分圆弧加工完整度不足。部分孔及轴心线夹角不足，右侧斜面空间位置不合格。另外加工时间较长、加工效率较低。
2 SS316L不锈钢法兰加工问题分析
根据首件试切结果，如右图所示，零件左侧圆弧段，包括R0.5有3个，R1.7有2个，其中3位置的R0.5是在数控车床中使用镗刀加工，1位置的R1.7圆弧沟槽在加工中心使用球头铣刀铣削，5位置的R1.7最后在数控车床中使用圆弧内沟槽刀加工。而在加工當中，对于2、4位置的R0.5圆弧沟槽没有涉及，因而这两个位置R0.5没有加工完整。两个位置的R1.7圆弧，分别在数控车床、加工中心加工，会有接刀痕毛刺产生，但没有做出相应处理，因而导致粗糙度过高。另外，右侧孔及斜面主要在加工中心进行，而孔与轴心线的夹角为12°，斜面和孔的关系是空间对应，在工作台安装三爪卡盘，不能对每次零件安装位置加以确定。另外，三爪液压卡盘使用时间过长，发生了磨损，逐渐形成喇叭口状，三爪逐渐从机床主轴中心偏离，会增大三爪定心误差，增大加工工件形位公差，进而影响加工精度。[2]另外，利用上述加工工艺进行加工，需要20min能完成1个零件加工，效率较低，效益不佳，主要是由于零件夹装次数多、加工工序零散。
3 SS316L不锈钢法兰加工工艺优化
基于以上问题的分析，对SS316L不锈钢法兰加工工艺进行优化，对精加工的工序进行增加。在传统的加工工艺当中，在数控车床进行内孔加工，然后在加工中心进行圆弧沟槽铣削，最后在数控车床进行圆弧内沟槽加工。对此，可将精加工镗刀添加到数控车床，进行精加工操作。采用这种加工工艺，对所有圆弧面进行精加工，能够确保圆弧面粗糙度符合标准要求。另外，对专用夹具进行设计，对数控车床的夹具，将三块铜块焊接在三爪卡盘软爪前端，通过自镗削出圆弧台阶状。[3]加工过程中，零件的一面在台阶位置迅速贴近，就能够精准定位。对加工中心夹具，设计由工作台、螺钉、底板、定位销、T型螺钉、法兰零件、支撑座等部分构成。夹具底板在加工中心工作台安装，使用T型槽固定，利用支撑座保证零件空间位置关系。装夹过程中使用定位销固定位置，然后将其余螺钉旋紧。加工过程中将固定销去下，先铣12°斜面，然后铣削孔。通过对专用夹具的设计，能有效提高加工效率。
4 结论
以往SS316L不锈钢法兰加工工艺中，存在着一定的问题，加工精度和加工效率都不理想。分析问题原因，对加工工艺进行相应的改进和优化，通过精加工提高加工精度，通过设计专用夹具提高加工效率。
参考文献：
[1]秦新义，李翔.法兰螺孔螺纹加工工艺选择及其承载力的试验研究[J].科技创新导报，2017，14（26）：106-108.
[2]刘兰兰.法兰盘类零部件的加工工艺研究[J].工程技术：全文版，2016（7）：00076.
[3]常影，董鑫，杨利剑，等.汽车法兰垫片冲压模具设计及其加工工艺研究[J].吉林农业科技学院学报，2017，26（1）：25-28.
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