图1所示为某四柱液压机立柱零件，该立柱为一典型细长轴类零件，长径比达21以上，生产过程中一般采用单件小批生产。

立柱材料选用45#，最大轴径差40mm最高精度IT6，表面粗糙度1.6μm，形位公差0.029，表面淬火HRC 45~48，要求中间相对运动部分电镀硬铬并抛光。

该零件的加工工艺过程为:下料→粗加工→表面淬火→磨加工→电镀→车丝抛光。由于表面淬火要产生较大的变形(3~5mm)，因而在粗加工时需留有较大的加工余量，原加工余量为3mm，这样导致在磨削时工作量相当大，直接影响生产周期并产生较大的费用。

工艺试验

为解决生产过程中这一问题，我们通过分析知道生产过程中的瓶颈在磨削加工，因此加工工艺主要应解决的是尽量滅小磨削加工余量。我们设计了以下工艺途径：

工艺途径一：

为减小磨削工作量，在粗加工时尽量减小磨削余量，该零件加工时可将磨削余量减小至1.8mm这样，在磨削时就可以适当增大进给量，但这一方案带来的问题是，必须严格控制热处理变形，应将其控制在1.8mm之内，这就要求在热处理过程中，严格控制淬火变形，各段之间通过机械校正，确保其变形控制在范围内。该方案虽然可减小磨削余量，降低磨削工时及费用，但同时增加了热处理校正难度。

工艺途径二：

在热处理后增加车削工序。热处理后增加车削工序，校正热处理变形，以保证较小的磨削余量。由于热处理后材料硬度已达HRC45~48，普通车削无法完成，因而选用陶瓷刀具车加工去除多余加工余量。

陶瓷刀具的主要参数为:前角为-6~-8°、后角为5~12°、主偏角为45°、刃倾角为0~10°刀尖圆弧半径通常取0.6~0.9mm。

该方案可以通过车削，极大地减轻磨削负担，虽然增加了一道车削工序，但因采用的是耐高温、红硬性好、耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍的陶瓷刀具，代替的是成本较高的磨削工作量，并且陶瓷刀具切削时与材料摩擦力小，切屑不易粘接在刀片上，不易产生积屑瘤，从而可以进行高速切削，因而总的工时和总成本明显降低。

工艺途径三：

由于工件表面淬火时仅对直径为Φ200 mm的中间一段进行淬火，而工件的两端直径小于200mm，因此在粗加工时，对立柱两端多留出一些加工余量，在第二次加工时以工件中间段进行零件加工找正的加工基准，对后加工的加工基准中心孔进行重新加工，这样可减小校正误差区间长度，提高生产效率。

结果与分析

通过上述三种加工工艺改进方案后，能较好地加工出合格的立柱，完全能够满足图纸的各项技术要求和精度要求。

对照三种加工方案，第一途径在热处理过程中机械校直，要有经验的配合，才能够满足加工要求，因此不可能完全达到磨削加工前的余量需求，其加工成本的减量不显著，工作效率还是不高，需要再进行工艺优化;

第二途径虽然增加了机械加工工序，但采用可以高速切削的陶瓷刀具进行车削，同时大大地减少了磨削余量，极大地加快了生产进度，缩短了整个零件的加工时间，从而降低了制造成本;

第三途径充分考虑到第二途径加工过程中的找正问题，避免了未淬火区域对变形的影响。其两端加工量只是将粗加工中工步向后移而已，并未增加工作量，相反使整个找正工作更加简单容易，也大大提高了生产效率。

生产中，通过调整加工工艺，采用一些先进的加工手段，不仅大大提高产品精度，而且减少了产品的加工工时，保证了产品节点计划的完成，为完成整机生产创造了有利条件。实践证明改进后的加工方法有很好效果，值得推广使用。