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本文根據(jù)鐵芯零件的材料特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從刀具、切削參數(shù)、裝夾定位方法及周轉(zhuǎn)防護(hù)等關(guān)鍵點(diǎn)入手，制定其典型工藝方案，同時(shí)，對(duì)一些新技術(shù)在鐵芯零件加工過程中的應(yīng)用加以論述。
1J50材料易磁化、易退磁，磁滯損耗小，適用于交變磁場(chǎng)中，用來制造電磁鐵、變壓器、電動(dòng)機(jī)和高頻電磁元器件的鐵芯等。1J50軟磁材料在加工成零件后，必須經(jīng)過退火熱處理，消除加工應(yīng)力，才能獲得較好的磁性能。目前采用的是真空退火熱處理工藝，零件隨爐加熱至1100℃，保溫一段時(shí)間后隨爐溫冷卻[1，2]。國標(biāo)要求1J50的磁性能指標(biāo)：最大磁導(dǎo)率μm≥31.3mH/m，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs≥1.5T，矯頑力HC≤14.4A/m。
圖1 鐵芯零件
（2）深小孔加工特點(diǎn) 鐵芯零件深小孔的加工難度較大，在加工過程中難以觀察到刀具的切削過程，對(duì)加工的判斷只能通過切削聲音、觀察切屑狀態(tài)和機(jī)床的參數(shù)設(shè)置間接得到。加工中產(chǎn)生的切屑不能及時(shí)排出，堵塞在鉆頭和內(nèi)孔中，造成孔內(nèi)壁出現(xiàn)劃痕和斷刀等現(xiàn)象。
（3）磁性材料加工特點(diǎn) 磁性能是影響鐵芯功能實(shí)現(xiàn)的重要因素。由于在鐵芯的加工和周轉(zhuǎn)過程中，鐵芯之間的接觸、疊放和磕碰等防護(hù)不當(dāng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致磁性能減弱，出現(xiàn)外觀缺陷等問題，所以工藝上應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)注意鐵芯零件的防護(hù)，并用專用零件盒周轉(zhuǎn)。由于1J50材料鐵、鎳元素含量較高，質(zhì)地軟，在加工過程中切屑易粘附在切削刃上，在刀尖形成積屑瘤，降低刀具壽命，同時(shí)影響零件的加工精度和表面質(zhì)量，因此，在刀具排屑、斷屑槽型選擇及涂層選擇上需要避免粘刀現(xiàn)象。
長(zhǎng)徑比L/D≤5、深徑比L/d≤5的典型零件一如圖2所示，屬于簡(jiǎn)單的軸類零件，通常在CK20E小型精密數(shù)控車床上加工，采用自定心卡盤裝夾，車削外圓主軸轉(zhuǎn)速為2000r/min，切削深度為0.3mm，進(jìn)給量為0.15mm/r；鉆孔主軸轉(zhuǎn)速為2500r/min，切削深度為0.3mm，進(jìn)給量為0.03mm/r。數(shù)控車床一次裝夾，保證外圓、內(nèi)孔尺寸及幾何公差。具體工藝流程：數(shù)控車床車削外圓→數(shù)控車床鉆孔→檢驗(yàn)→ 真空退火。加工后的零件尺寸精度較高，表面質(zhì)量較好。零件加工和轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，應(yīng)用鐵芯專用零件盒進(jìn)行防護(hù)，避免零件之間的接觸碰撞，如圖3所示。
圖2 典型零件一
5.2 典型零件二
5＜L/D≤10、5＜L/d≤20的典型零件二如圖4所示。若利用CK20E小型精密數(shù)控車床加工，則一次裝夾時(shí)，零件懸伸長(zhǎng)、振動(dòng)大，鉆孔時(shí)鉆頭磨損快，孔易偏斜，孔尺寸超差超大0.01～0.04mm。使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量同軸度，超差0.05～0.07mm。
圖4 典型零件二
當(dāng)5＜L/D≤10時(shí)，需增加切斷工序，先對(duì)毛坯外圓車削見光，按長(zhǎng)度（35±0.1）mm的尺寸先進(jìn) 行切斷。采用數(shù)控車床鉆
孔，利用兩頂尖裝夾方法，在CG6125C高精度車床上保證外圓尺寸
以及孔與外圓的同軸度。采用此種裝夾方法能夠最大限度地確保細(xì)長(zhǎng)軸加工后兩端的同軸度，且裝夾較為方便，能夠保證細(xì)長(zhǎng)軸的定位精 度。零件表面粗糙度和直線度采用磨削保證。
具體工藝流程為：數(shù)控車床車削見光外表面切 斷→數(shù)控車床鉆孔保證孔的尺寸→數(shù)控車床兩頂尖裝夾車削保證外圓精度→無心磨床磨削保證表面粗糙度和直線度→數(shù)控車床車削平端面→檢驗(yàn)→真空退火。零件加工和轉(zhuǎn)運(yùn)過程中應(yīng)用專用零件盒進(jìn)行防護(hù)，避免零件之間的接觸碰撞。
5.3 典型零件三
10＜L/D≤20、20＜L/d≤40的典型零件三如圖5所示。若繼續(xù)沿用上述工藝流程，受零件自身孔徑小、孔徑深的限制，數(shù)控車床加工
小孔時(shí)，選用d2.0mm×Ap81.0mm（直徑2.0mm、刃長(zhǎng)81.0mm）鉆頭，鉆頭直徑小，懸伸長(zhǎng)，剛性弱，在切削中難以觀察到刀具的切削過程，對(duì)加工的判斷只能通過切削聲音、觀察切削狀態(tài)間接得到，加工中產(chǎn)生的切屑不能及時(shí)排出，堵塞在鉆頭和內(nèi)孔 中，造成斷刀現(xiàn)象，刀片壽命為1個(gè)鉆頭只能加工2～3個(gè)零件。由于
孔出入口尺寸不一致、 毛刺大，因此用兩頂尖裝夾車削加工外圓尺寸
，同軸度超差0.05～0.10mm，加工后零件質(zhì)量、加工效率及刀片壽命等都不理想。
圖5 典型零件三
采用超聲波振動(dòng)鉆孔技術(shù)，將原數(shù)控車床鉆孔工序改為數(shù)控車床加工引導(dǎo)孔。改進(jìn)后的工藝流程為：數(shù)控車床車削見光外表面切斷→數(shù)控車床車削平端面→數(shù)控車床加工引導(dǎo)孔→鉆削中心保證通孔尺寸→無心磨床磨削保證表面粗糙度和直線度→數(shù)控車床兩頂尖裝夾車削保證外圓精度和同軸度→檢驗(yàn)→真空退火。
通過試驗(yàn)驗(yàn)證，超聲波鉆孔加工較數(shù)控車床鉆孔加工效率提高7倍，刀具使用壽命得到改善；振動(dòng)鉆削孔的表面光滑，在鉆削過程中，斷屑排屑能力好，孔內(nèi)壁無切屑瘤堆積、無劃痕，改善了孔內(nèi)壁質(zhì)量；解決了深孔加工中孔的直線度不好、孔偏斜的問題。在加工1J50軟磁材料、質(zhì)地黏易附著刀具的材料或者類似鈦合金等難加工材料時(shí)，通過調(diào)整超聲振動(dòng)頻率，從切屑的形狀、刀具的使用時(shí)間，可以判斷出鉆削狀況明顯得到改善。
本文通過對(duì)鐵芯零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類，總結(jié)出各類典型零件的工藝流程，以及在零件加工過程中細(xì)節(jié)的控制，特別是超聲波振動(dòng)鉆孔新技術(shù)的引入，解決了大長(zhǎng)徑比小直徑深孔的加工難題，使得鐵芯零件更小、更精密，對(duì)于LVDT（直線位移傳感器）系列產(chǎn)品的批量、穩(wěn)定生產(chǎn)具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義。
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（來源金屬加工）
