懸掛螺栓加工工藝改進方法研究范文

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摘要：闡述了校企合作產品———懸掛螺栓的加工工藝過程，分析了產品的工裝夾具開發和調試過程，針對零件加工過程中存在的問題，提出了相應的解決方法，并簡要總結了零件質量檢測的主要內容。

關鍵詞：懸掛螺栓；工藝分析；產品加工

引言

懸掛螺栓屬于圓柱類零件，圓柱類零件毛坯的鍛造方法是模鍛。模鍛的優點包括尺寸較精準、產品粗糙度較好、加工余量較小、節約成本、可減少切削加工量、生產效率高、勞動強度低等。本文闡述的懸掛螺栓來自校企合作產品，根據圖紙分析要求：首先，每個臺階公差范圍都很小，比如準40mm的外圓公差只有0.016mm，一般的數控機床很難保證它的加工精度，所以本文選用CDCK-25斜導軌數控車床進行加工。其次，由于懸掛螺栓的長度較長，加工時會出現震刀現象，所以本文采用尾座頂尖加工。此外，產品粗糙度要求比較高，所以本文選用高轉速加工，以確保在提高產品精度的同時，進一步提升產品的加工效率。

1產品工藝分析

懸掛螺栓是細長軸零件，加工精度比較高，只能選擇高精度機床。根據產品的毛坯圖來看，該產品加工余量比較大。因此，必須先用普通車床進行粗加工，然后用數控車進行精加工。

2加工工藝過程

在生產過程中，加工工藝過程是指與把原材料轉變為產品直接相關的過程，包括毛坯制造、零件加工、熱處理、質量檢驗和機器裝配等。懸掛螺栓的加工工藝包括：（1）CK6140普通車床以C端面為基準，夾持A端工藝塔，B端面用頂尖支撐，一夾一頂找正后，精車D端面至工藝塔，控制總長為231.5mm。（2）半精車各臺階圓，保證準56.2mm（0.1/0）、準41.2mm（0.1/0）、準174mm（0/-0.5），根部控制2×20°。（3）保證準37.2mm（0.1/0）、準78mm（0/-0.5）、R6，保證準28.8mm（0.1/0）、準47mm（0/-0.5）、準25mm（0.3/0.2）、2-R1、2/20°、準9mm（-0.3/-0.4）、30°、C4，各部分倒角、去毛刺。（4）CDCK-25斜導軌數控車床以C端面為基準，夾持A端工藝塔，B端面用頂尖支撐（一夾一頂），找正后精車D端面至工藝塔，控制總長為231.5mm（0.5/-0.5）。（5）精車各臺階圓：保證準55mm（0.051/0.032）、準40mm（0.018/0.002）、準174mm（0.5/-0.5），根部尺寸見放大圖。（6）保證準36mm（0.042/0.026）、準78mm（0.3/-0.3）、R6，保證準27.6mm（0.02/-0.02）、準47mm（0.3/-0.3）、準25mm（0.2/-0.2）、2-R1、2×20°、準9mm（0.1/-0.1）、30°、C4。各部倒角、去毛刺。

3產品的工裝夾具開發

3.1軟爪的選擇

眾所周知，采用三爪卡盤硬爪加工零件會使零件容易產生“三角形”變形，裝夾印痕不易消失，定位精度不高，零件同軸度難以保證等。而使用合格軟爪，能保證零件的加工面與裝夾面的定位精度達到0.01～0.05mm，可省去百分表找正工序。因此，采用軟爪加工是提高零件加工質量穩定性的一種有效途徑。軟爪一般選用中碳鋼、鋁合金、銅合金以及膠木等材料制作，常用的是中碳鋼和鋁合金。選擇軟爪時，一般根據零件情況決定，對于剛性好、不易變形的零件，宜采用中碳鋼制成的軟爪；對于剛性差、易變形的零件，則采用鋁合金制成的軟爪。由于零件外形不同，軟爪結構也各異，選擇時要有利于零件的安裝和排屑。

3.2用軟爪加工制造時的注意事項

（1）在三爪卡盤的3個夾緊孔中任擇一孔，作出記號，在以后裝夾時一律只用此孔，以減少三爪卡盤裝夾的誤差。（2）車床上配軟爪時的夾緊力應與裝夾零件時的夾緊力大致相同。（3）精車軟爪內部時，應車成里面大點、外口小點的錐度（一般2～3絲），軟爪包容面積大，受力平衡，定位比較好。

4調試過程

調試是編好程序后進行查錯和糾錯的過程，不僅表現在正常功能的完成上，更重要的是對突發情況的及時處理。在調試過程中應考慮到以下幾點：

4.1刀具的選擇

懸掛螺栓由于精度比較高，粗糙度要求也高。同時圖紙上有凹槽、斜端面，如果用割刀加工會增加零件的加工時間，粗糙度也達不到圖紙要求。而一般的45°刀根本下不去，所以選用35°外圓刀，它既可以加工凹槽、斜端面（裝夾時刀桿裝偏點），又能很好地保證加工精度、粗糙度。

4.2生產效率

生產效率是衡量企業生產要素（資源）使用效率的重要指標。對于加工制造企業來說，有效提高生產效率是降低生產成本的關鍵。因此，在編懸掛螺栓程序時，盡量讓刀具少走空刀、少跑路線，加大背吃刀量，提高轉速和進給量，在保證產品合格的基礎上，最大程度地發揮機床的加工效率。

5加工過程中存在的問題及解決方法

5.1加工中的震動問題

震動是指在機加工過程中機床工件或刀具發生的周期性跳動。加工過程中如發生震動，會使工件已加工表面出現條狀或布狀痕跡，使表面粗糙度顯著下降，還會使機床、夾具中的連接零件松動，進而影響工件在夾具中的正確定位，縮短機床壽命。由于懸掛螺栓為細長軸零件，加工時需要高轉速才能達到圖紙要求（粗糙度值Ra=1.6）。高轉速會引起機床的震動，所以要固定機床的底腳，以提高表面粗糙度。

5.2尾座頂尖的問題

要加工細長軸肯定會用到尾座頂尖，用尾座難免出現“錐度”現象。如果錐度比較小，可以通過程序調整。如果錐度比較大，程序調整不過來，就要通過調整尾座解決問題。尾座調整方法如下：（1）在車床上夾一根盡可能長的圓鋼，尾部打中心孔，用尾座上的頂尖頂住工件。（2）在卡盤和尾座兩端，各用X軸拖板上同一刻度車一刀（也可全部車一刀）。（3）停車后把百分表固定在大拖板上，并將百分表觸頭處置于工件水平中心線上。（4）移動Z軸拖板，用百分表測量兩端加工面的數據。（5）調整尾座上的螺栓，使百分表測得的兩端讀數盡量相同。（6）上述方法重復進行一次更為可靠。

5.3加工中的尺寸誤差問題

懸掛螺栓的尺寸精度要求非常高，外圓公差一般都在2絲以內，稍不留神，尺寸就會超差，造成產品不合格。經過分析原因，認為應該在每次精車前多留一些加工余量，可以減少加工誤差。本次加工把原來每次精車前留30絲的余量，改成留60絲，然后分兩次精車，這樣基本上就能控制尺寸，產品合格率在98%以上。

5.4鐵屑纏繞問題

懸掛螺栓在普車上粗車完成后要進行熱處理（調至硬度HB270～320），熱處理過后在數控車床上進行精加工，鐵屑很難斷開。在開始的加工過程中鐵屑經常會劃傷工件表面，也經常會纏繞工件，使尺寸發生變化。通過仔細觀察和研究，終于找到了一個合適的切削速度和切削量。

5.5加工效率不高的問題

由于懸掛螺栓比較小，加工時間也比較短，用一般的數控車床加工，學生又要扳卡盤，又要搖尾座，勞動強度非常大，且一天最多加工30多個，效率非常低。后來采用斜導軌車床，其卡盤、尾座都是液壓控制，比起人工扳卡盤、搖尾座要快得多，效率顯著提高，產量也隨著提高，一天能做到100個。

6結語

在市場經濟快速發展的今天，產品質量決定著企業的市場競爭力。質檢工作是一項技術性很強的工作，其重要性不言而喻。懸掛螺栓的質量檢測主要包括：（1）檢測外圓：用25～50mm的外徑千分尺分別測量準（27.6±0.02）mm、準36（0.042/0.026）mm、準40mm（0.018/0.002）。用50～75mm千分尺測量準55mm（0.051/0.032）。由于該零件比較長，在加工過成中必須使用尾座頂尖，難免會出現錐度和橢圓現象。因此，在測量同一個圓柱時要從上面、中間、下面分別測量，查看有無“錐度”現象。同時把工件旋轉90°查看有無“橢圓”現象。（2）檢測長度：用高度尺分別量出（47±0.3）mm、（78±0.3）mm、（174±0.5）mm、（231.5±0.5）mm，務必保證工件的尺寸在公差范圍之內。（3）檢測圓弧：用R規分別檢測R1和R6的圓弧。（4）查看工件有沒有劃傷，毛刺有沒有去好。

［參考文獻］

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[2]劉庚武.電力機車電機懸掛螺栓組件抗拉疲勞及防松性能淺析[J].科技創新導報，2007（31）：20，22.

作者：夏中堅 李坤 單位：江蘇省淮陰商業學校