降低缸體下平面精銑工加工廢率的有效措施

吳海波

前言

目前，NSE缸體生產(chǎn)線大量的使用了高速、大進(jìn)給量的切削加工技術(shù)，是國(guó)際上生產(chǎn)效率比較高，比較先進(jìn)的生產(chǎn)線。但是長(zhǎng)期以來(lái)，如何降低缸體下平面精銑工加工廢率是面臨的一個(gè)困擾，為了提高缸體下面精銑后的表面質(zhì)量，本文以某汽車集團(tuán)有限公司的NSB缸體生產(chǎn)線為例，通過(guò)分析工廢率的現(xiàn)狀，提出了一些降低缸體下平面精銑工加工廢率的有效措施，以期能夠提高精銑后的表面質(zhì)量。

一、缸體下平面精銑加工的現(xiàn)狀分析

1.工廢率統(tǒng)計(jì)和工廢類型

根據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，自從NSE發(fā)動(dòng)缸體批量生產(chǎn)以來(lái)，缸體下平面精銑的工廢率一直很高。另外，缸體下平面的工廢類型主要有接刀痕、崩刃、劃痕等，針對(duì)第一季度缸體下平面精銑工廢類型，本文進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其中接刀痕頻數(shù)為95個(gè)，頻率為84.8%，占產(chǎn)量比例為0.382%;崩刃頻數(shù)為10個(gè)，頻率為10.7%，占產(chǎn)量比例為0.040%;劃痕頻數(shù)為5個(gè)，頻率為4.5%，占產(chǎn)量比例為0.020%;其他的頻數(shù)為2個(gè)，頻率為0%，占產(chǎn)量比例為0.008%。通過(guò)分析本文把缸體下平面精銑工廢率的質(zhì)量目標(biāo)設(shè)定為0.1%。并經(jīng)過(guò)分析得出：如果解決了接刀痕工廢這個(gè)質(zhì)量問(wèn)題，就可以使缸體下平面精銑得到大幅度的降低工廢率，接刀痕占缸體下平面精銑工廢總數(shù)的84%。

2.原因分析

本文針對(duì)爆口過(guò)大的原因，通過(guò)頭腦風(fēng)暴法展開(kāi)了討論，共列出10條末端因素，并且我們制定了針對(duì)上述10個(gè)末端因素的要因確認(rèn)計(jì)劃。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查缸體生產(chǎn)線，確認(rèn)過(guò)程如下：夾具的夾緊力為（7+±0.5）MPa，夾緊力不足;輔助支承支撐到位，鎖緊力為（8.5±0.5），MPa輔助支承實(shí)效;端面跳動(dòng)量≤0.003mm，徑向跳動(dòng)量為≤0.003mm，主軸跳動(dòng)大;蝶形彈簧對(duì)刀柄的軸向拉緊力≥18kN，刀柄加緊力不足;滾珠絲杠反向間隙為≤0.006mm，滾珠絲杠間隙大;材料硬度為190～2412HBS，材料硬度不合格;對(duì)稱度≤0.002mm，跳動(dòng)量≤0.002mm，修光刃安裝精度差;表面粗糙度為Ramax≤20μm，進(jìn)給量偏大，走刀路徑不合理。

3、要因確認(rèn)

檢查夾具的夾緊裝置壓力監(jiān)控表：符合夾具的夾緊力要求在（7±0.5）MPa，壓力顯示值為7.1MPa，結(jié)論是非要因。而在夾具的輔助支承上，用紅丹粉涂抹，再觀察從夾具上卸下的工件，得出輔助支承支撐到位，所有輔助支承的支撐點(diǎn)上都有紅丹粉的痕跡。檢查輔助支承的壓力監(jiān)控表的結(jié)論是非要因，液壓鎖緊力符合夾具輔助支承的鎖緊力要求（8.5±0.5）MPa，顯示值為8.9MPa。用磁力表架、千分表檢測(cè)主軸的端面跳動(dòng)量和徑向圓跳動(dòng)量，得出的結(jié)論是非要因，符合機(jī)床主軸跳動(dòng)量的精度要求（≤0.003mm）測(cè)量結(jié)果為0.0012～0.002mm。用測(cè)力儀檢測(cè)了機(jī)床主軸的蝶形彈簧對(duì)HSB刀柄的軸向拉緊力，結(jié)論是非要因，符合機(jī)床主軸對(duì)HSK刀柄的軸向拉緊力要求（≥18kN），檢測(cè)值為36.4kN。用磁力表架和千分表檢測(cè)機(jī)床的X、Y、Z軸滾珠絲杠的反向尖刺，結(jié)論是非要因，符合滾珠絲桿的反向間隙精度要求（≤0.006mm），測(cè)量結(jié)果0.002～0.004mm。用硬度儀抽查了五臺(tái)缸體的材料硬度，結(jié)論是非要因，符合材料硬度的技術(shù)要求（190～241HBS），檢測(cè)結(jié)果為213～220HBS。用磁力表架和千分表在鑄鐵測(cè)量平板上檢測(cè)面銑刀上的四個(gè)修光刃的安裝精度，結(jié)論是非要因，符合銑刀修光刃的安裝精度要求，跳動(dòng)量為0.0018mm，對(duì)稱度為0.001～0.002mm。 ?用一只主偏角45?的面銑刀進(jìn)行刀具試驗(yàn)，拆下原來(lái)的主偏角90o的面銑刀，在切削參數(shù)不變的情況下，只出現(xiàn)一臺(tái)接刀痕工廢連續(xù)加工420臺(tái)工件，工廢率小于QC活動(dòng)前的工廢率，工廢率為0.23%，結(jié)論是要因。將面銑刀的進(jìn)給量連續(xù)加工420件工件，由原來(lái)的2150mm/min降低為1800mm/min，只出現(xiàn)一臺(tái)接刀痕工廢，工廢率小于QC活動(dòng)前，為0.23%，結(jié)論是要因。由于原來(lái)的進(jìn)給軌跡是面銑刀要在A區(qū)域進(jìn)行兩次的900高速變向，而缸體下平面的接刀痕位置也都集中在A區(qū)域中，因此，在變向過(guò)程中，形成接刀痕，容易出現(xiàn)過(guò)切的現(xiàn)象。本文為了提高修光刃的光整效果，嘗試了新的進(jìn)給路徑，通過(guò)修改面銑刀的加工程序，讓面銑刀在A區(qū)域能夠有切出、切入工件的過(guò)程，消除了接刀痕。結(jié)論是要因，連續(xù)加工420件工件，在切削參數(shù)不變的情況下，沒(méi)有出現(xiàn)接刀痕工廢。

二、降低缸體下平面精銑工加工廢率的有效措施

根據(jù)上述試驗(yàn)，最終確認(rèn)導(dǎo)致缸體下平面精銑接刀痕質(zhì)量問(wèn)題主要有進(jìn)給路徑不合理、進(jìn)給量偏大和主偏角偏大引起，針對(duì)這些要因，本文提出了一些提高的有效措施。1.為了提高修光刃的光整效果，讓面銑刀在A區(qū)域能夠有切出工件和切入工件的過(guò)程，修改面銑刀進(jìn)給路徑的加工程序，系統(tǒng)為SIMENS 840D。2.為了提高切削的平穩(wěn)性，在銑刀盤進(jìn)給量不變的情況下，面銑刀的刀齒數(shù)由24齒改為28齒，每齒進(jìn)給量由0.15mm/z減少到0.13mm/z。3.為了爭(zhēng)搶刀片的抗振性，面銑刀的徑向切削力下降30%，面銑刀的主偏角由90?修改為45?。4.為了使刀具在刀片單價(jià)不變的情況下消耗降低50%，可轉(zhuǎn)為刀片的形狀由四邊形修改為八邊形，刀片的切削刃數(shù)量增加一倍。

三、降低缸體下平面精銑工加工廢率的效果檢查

1.效果檢查。表面加工質(zhì)量，接刀痕基本消失，缸體下平面精銑后的表面質(zhì)量得到了明顯的改善。同時(shí)缸體下平面精銑的工廢率達(dá)到了預(yù)期設(shè)定的質(zhì)量目標(biāo)值，由措施實(shí)施前的0.45%（1～3月的平均值），下降到了措施是時(shí)候的0.075%（6～8月份的平均值）。2.CNC工程師將新銑刀的進(jìn)給路徑、加工參數(shù)編寫進(jìn)日常管理《加工程序代碼清單》中，并將新銑刀、加工參數(shù)編寫進(jìn)工藝文件《刀具布置圖》中。最終通過(guò)集體的努力，不但節(jié)約了刀具的消耗成本，大幅度的降低了缸體下平面精銑的工廢率，還提高了產(chǎn)品加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率。同時(shí)，還積累了豐富的質(zhì)量管理和加工技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)這次成功的QC活動(dòng)，為日后的工作打下了牢固的基礎(chǔ)。