復(fù)雜艙體零件加工工藝探討范文

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1工件分析

艙體零件的材料為鑄造鋁件ZL114A，圓周和兩端端面分布著多個(gè)半圓槽、沉孔、凸臺和異形槽等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的要素，其外形尺寸為Φ390mm×1270mm。尺寸大的零件比尺寸小而結(jié)構(gòu)緊湊的更難控制加工精度。相對精度較高的要素分布在零件起連接作用的兩端，比如左右端面Φ3900-0.2外圓相對Φ3500－0.057止口處基準(zhǔn)同軸度不大于0.1mm，兩側(cè)Φ3500－0.057止口外圓相互同軸度不大于0.02mm，止口外圓Φ3500－0.057相對左右兩側(cè)端面自身的垂直度為0.01mm，Φ3500－0.057止口外圓處端面的平面度為0.05mm，左右兩端止口處端面的平面度為0.1mm。由文中所列數(shù)據(jù)可知，艙體零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對制造精度的要求很高，這些都是制約產(chǎn)品制造加工的因素。對于工藝設(shè)計(jì)，要考慮工序集中的問題，減少多次裝夾產(chǎn)生的誤差；對于精度高的要素，要分析其裝夾方式，防止裝夾變形。

2工藝方案

在研制、生產(chǎn)艙體零件的過程中，如何保證產(chǎn)品質(zhì)量，保證制造、生產(chǎn)進(jìn)度，節(jié)約成本是工藝制造技術(shù)面臨的一大課題，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高的零件更是如此。

2.1確定加工工藝方案在零件上，比較精密的表面加工通常都是要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工逐步形成精密加工的。對于這些表面，僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的加工方法是不正確的，應(yīng)有效確認(rèn)從毛坯到最終成形的加工方案。在確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和粗糙度初步確定能夠達(dá)到這些要求的加工方法。為了保證制造精度，特?cái)M定了復(fù)雜艙體零件的加工工藝方案，即劃線→粗銑基準(zhǔn)→粗車外圓→鏜孔→粗銑圓周諸要素→線切割→高低溫穩(wěn)定處理→精車基準(zhǔn)→精車外圓→精銑圓周諸要素→鉗工、攻絲→精車止口→檢驗(yàn)。

2.2根據(jù)設(shè)備情況設(shè)計(jì)加工方法在粗銑圓周外形輪廓工序中，先前的工藝設(shè)計(jì)需要在臥式加工中心豎直裝夾，而Y軸上下行程為800mm，加工范圍超過了行程范圍,加工過程不能一次連貫完成，需掉頭2次分段裝夾。這樣做，勢必會出現(xiàn)接刀痕，而接刀痕的尺寸取決于零件兩端定位孔和定位面的準(zhǔn)確度。在粗銑基準(zhǔn)工序中，受設(shè)備行程的限制，兩側(cè)端面和內(nèi)圓定位粗基準(zhǔn)被安排在大型普通鏜床上完成。因?yàn)槠胀C(jī)床比數(shù)控機(jī)床的精度差，所以，兩側(cè)端面的平行度和孔同軸度偏離較大，對粗銑圓周加工工序造成了一定的影響。為了滿足零件圓周加工的要求，結(jié)合設(shè)備的加工行程特點(diǎn)，可將粗銑圓周諸要素和精銑圓周諸要素工序都變更到帶有A軸功能的GX1600立式加工中心上一次裝夾完成。裝夾時(shí)，可采用數(shù)控分度頭和尾頂?shù)姆绞健Ｔ诖诉^程中，所用設(shè)備的規(guī)格如下：GX1600加工中心設(shè)備：X行程為1600mm，Y行程為700mm，Z行程為650mm。工作臺尺寸：1700mm×700mm。電腦數(shù)控分度盤：型號為MRNC-400，中心高度為255mm，中心孔的直徑為40mm。從設(shè)備行程上觀察滿足艙體長度所需的加工行程，如果零件要裝夾在A軸轉(zhuǎn)臺上，就要采取尾頂針一夾一頂?shù)姆绞剑牵@樣附件和零件的長度加起來就超出了工作臺的長度。因此，需要加裝2塊等高墊板延長工作臺面長度，以解決安裝長度受限的問題。墊板是依靠螺栓固定在工作臺上的，安裝時(shí)略伸出兩端工作臺面，在尾頂與數(shù)控轉(zhuǎn)臺之間留出可以安裝工件和法蘭盤的位置。同時(shí)，將尾頂和數(shù)控轉(zhuǎn)臺置于2個(gè)平行等高的墊板上，并將其固定，使兩者的中心高相同。采用這種改進(jìn)方式，不僅減小了臥式加工中心上2次掉頭裝夾產(chǎn)生的定位誤差，而且加工過程中并沒有出現(xiàn)接刀痕，同時(shí)，還縮短了多次裝夾的輔助時(shí)間，降低了勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

2.3杜絕裝夾變形，更改裝夾方式零件生產(chǎn)的關(guān)鍵在于精車止口工序。當(dāng)零件被安排在CAK6130斜床身的數(shù)控車床上時(shí)，一端用法蘭盤內(nèi)孔和端面定位，端面使用兩短銷孔定向，形成了一面兩孔的定位方式；另一端用尾座頂針頂住與零件內(nèi)孔相配合的堵頭。由定位原則可知，一面兩銷屬于完全定位，而頂尖重復(fù)限制工件的自由度被稱為“過定位”。過定位對工件的定位精度有直接的影響，一般情況下，如果要消除過定位，尾座中心線和主軸中心線會因?yàn)檎{(diào)整問題而發(fā)生一定的偏移，導(dǎo)致車削時(shí)軸向產(chǎn)生錐度。因此，只有在工件的定位基準(zhǔn)、夾具定位元件精度很高時(shí)，方可允許過定位的存在。在加工過程中發(fā)現(xiàn)，工件兩端Φ3500-0.057止口的同軸度受其影響，出現(xiàn)了0.4mm的偏差，端面止口形位公差超出了要求范圍，導(dǎo)致零件扭曲變形。鑒于上述情況，在改進(jìn)工藝的過程中，將發(fā)蘭盤一端Φ3300.10.05++孔作為基準(zhǔn)定位，通過壓板裝夾從零件內(nèi)部扣住工件圓周的兩側(cè)窗口邊。同時(shí)，要校準(zhǔn)Φ3900－0.2外圓，利用螺栓壓緊工件，壓緊力要大于工件自重與切削力之和。裝夾導(dǎo)致尾頂一端的過定位方式被消除，螺栓和壓板只起到了夾緊的作用，而遠(yuǎn)離主軸的一端處于相對自由的狀態(tài)。在加工過程中，兩端止口Φ3500－0.05要一次性加工完成；在切削過程中，要減少切削用量，降低切削力。經(jīng)過相關(guān)部門工作人員的驗(yàn)證，與尾頂裝夾效果相比，形位誤差明顯減小，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

3結(jié)束語

通過設(shè)計(jì)產(chǎn)品的加工工藝，結(jié)合分廠現(xiàn)有的加工條件，合理改進(jìn)工藝工裝和裝夾方式，解決了產(chǎn)品加工過程中遇到的難題，提高了零件的形位公差，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

作者：伍浩 楊芳 彭湘 單位：江南工業(yè)集團(tuán)有限公司