篦冷機(jī)液壓缸支座加工工藝改進(jìn)

■徐州中材裝備重型機(jī)械有限公司 （江蘇 221131）

周 建 劉 春

液壓缸支座是篦冷機(jī)液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的一個(gè)零件， 其加工工藝的可行性、合理性和先進(jìn)性將直接影響零件的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、使用性能和壽命。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，我們對(duì)液壓缸支座的加工工藝進(jìn)行問(wèn)題分析和研究，設(shè)計(jì)制造了零件的加工工裝，改進(jìn)了原有的加工工藝，優(yōu)化了生產(chǎn)工藝流程，形成了比較合理的新工藝，實(shí)現(xiàn)了批量化、小流水線(xiàn)生產(chǎn)，滿(mǎn)足了公司篦冷機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)組裝的節(jié)拍和要求。

1. 液壓缸支座加工技術(shù)要求

我公司生產(chǎn)的TCFC第四代行進(jìn)式穩(wěn)流篦式冷卻機(jī)，采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)，通過(guò)調(diào)節(jié)篦床模塊的數(shù)量，可以適應(yīng)不同規(guī)模水泥生產(chǎn)線(xiàn)的需求。篦床傳動(dòng)段是水平的，由數(shù)列組成，各列相對(duì)獨(dú)立，每列有前后兩個(gè)液壓缸，液壓缸支座安裝在驅(qū)動(dòng)軸的兩端，液壓缸通過(guò)同步液壓驅(qū)動(dòng)，形成步進(jìn)式運(yùn)動(dòng)效果。組裝后的液壓缸支座如圖1所示，液壓缸支座在此液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中起著重要作用，該件的加工精度直接影響機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的精準(zhǔn)度；再加上液壓缸支座具有批量大、制作工序多及制造難度大的特點(diǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中需要重點(diǎn)控制零件的加工工藝。

液壓缸支座材料為鑄鋼ZG270～500，質(zhì)量為27.25kg。零件形狀為不規(guī)則形狀，外形名義尺寸為250m m×200m m× 140m m，整體精密鑄造，要求鑄件毛坯不得有影響強(qiáng)度的鑄造缺陷存在，其表面要求光滑平整，圓角過(guò)渡處要求打磨平滑，質(zhì)量符合J B/T 1804―M。零件加工圖如圖2所示。該件加工余量單邊6mm左右，中間軸孔的公差要求0～+0.03mm，孔與底面平行度要求0.1mm，兩底面定位銷(xiāo)孔的公差要求0～+0.018mm，中心距公差要求±0.2 m m，底平面定位鍵槽的尺寸為250mm×36mm×10mm，鍵槽寬、深的公差要求0～＋0.3mm。該件的重要控制點(diǎn)為軸孔、定位鍵槽、銷(xiāo)孔的尺寸、位置度及形位公差等要求。

2. 工藝性分析與改進(jìn)

圖1 液壓缸支座組裝圖

（1）傳統(tǒng)工藝加工存在的問(wèn)題。液壓缸支座試制加工過(guò)程中，采用傳統(tǒng)加工工藝加工，存在以下一些問(wèn)題，產(chǎn)品合格率偏低：①在T611鏜床上加工零件時(shí)，裝夾校正工序存在的裝夾精度低，加工45mm軸孔和底平面定位鍵槽時(shí)，產(chǎn)生基準(zhǔn)變換帶來(lái)的加工誤差。②液壓缸支座上需要打孔的數(shù)量較多，孔與孔之間的關(guān)聯(lián)不好確認(rèn)，孔的中心很難定位，孔之間的中心距達(dá)不到圖樣要求。③單件加工時(shí)耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足裝配需求，且生產(chǎn)成本不合算。

（2）問(wèn)題分析。針對(duì)產(chǎn)品試制期間存在的問(wèn)題，分析如下：①液壓缸支座加工時(shí)，傳統(tǒng)加工工藝用虎鉗裝夾，百分表找正，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，不適合批量件的加工，需要改進(jìn)加工的工裝夾具。②采用劃線(xiàn)方式加工底平面孔，加工過(guò)程中鉆頭易抖動(dòng)偏離中心線(xiàn)，使加工后孔的對(duì)稱(chēng)度和垂直度不符合圖樣技術(shù)要求，造成產(chǎn)品合格率較低。③在小型立式銑床X52K上加工液壓缸支座雙耳處內(nèi)槽口時(shí)，采用虎鉗裝夾，傳統(tǒng)立銑刀單件加工，形成槽寬尺寸不一致。

根據(jù)以上分析，如果想提高產(chǎn)品合格率和生產(chǎn)率，必須改進(jìn)工裝夾具，提高裝夾精度，縮短裝夾校正時(shí)間，減少加工工序。

（3）改進(jìn)方案。通過(guò)以上分析不難看出，液壓缸支座加工的瓶頸是沒(méi)有合理的加工工藝流程與工裝夾具設(shè)計(jì)，因此，制定出一套合理、嚴(yán)格的工藝流程，設(shè)計(jì)出一套方便、可靠和簡(jiǎn)單實(shí)用的工裝夾具是改進(jìn)的核心內(nèi)容。要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度要求，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備加工的靈活性，盡可能實(shí)現(xiàn)批量裝夾一次加工，以減少工件的裝夾找正次數(shù)，消除因多次裝夾帶來(lái)的定位誤差。為了設(shè)計(jì)出裝夾方便且精度高的夾具，查閱了有關(guān)資料，結(jié)合工件的技術(shù)要求和現(xiàn)有的設(shè)備狀況，設(shè)計(jì)出了2套批量件加工液壓缸支座的工裝夾具。

3. 工裝夾具結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程

在改進(jìn)液壓缸支座加工制作方案后，我們編制了合理的加工工藝，設(shè)計(jì)制作了批量加工的工裝夾具，保證了零件加工質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率和節(jié)奏。下面介紹液壓缸支座高效批量加工的生產(chǎn)工藝過(guò)程。

（1）編制合理工藝。原先的液壓缸支座加工是在T611鏜床上加工軸孔及底平面定位鍵槽，加工起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，加工周期較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響合同交貨期。公司技術(shù)人員深入研究液壓缸支座的加工工藝，決定利用現(xiàn)有的X52W臥銑、HMC630e小數(shù)控加工中心和X52K立銑組成小流水線(xiàn)進(jìn)行加工。設(shè)計(jì)合理、高效、批量加工的工裝夾具，同時(shí)設(shè)計(jì)制作了一批檢驗(yàn)用樣板，在加工過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行自檢，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。小流水線(xiàn)的加工工藝流程為：臥銑粗銑零件底面及一基準(zhǔn)側(cè)面→小數(shù)控加工中心鏜銑45mm軸孔、底面定位鍵槽及4個(gè)16mm、8個(gè)18mm孔→立銑加工零件雙耳處內(nèi)槽口。

（2）工裝夾具結(jié)構(gòu)。小數(shù)控加工中心加工液壓缸支座工裝夾具如圖3、圖4所示，工裝夾具置于小數(shù)控加工中心工作臺(tái)上，液壓缸支座裝夾位置在工裝夾具的四側(cè)，加工零件底平面、定位鍵槽及4個(gè)16mm、8個(gè)18mm孔的裝夾方式如圖3所示，2件液壓缸支座對(duì)稱(chēng)裝夾在工裝夾具兩側(cè)。加工零件雙耳處軸孔、外側(cè)面的裝夾方式如圖4所示，2件液壓缸支座對(duì)稱(chēng)裝夾在工裝夾具另外兩側(cè)。由于加工液壓缸支座雙耳處內(nèi)槽口可以在立銑上進(jìn)行，又設(shè)計(jì)制作了內(nèi)槽口加工工裝（見(jiàn)圖5），改變了原有的虎鉗裝夾一次加工1件的方式，加工液壓缸支座雙耳內(nèi)槽口裝夾形式如圖6所示，一次裝夾可以完成5個(gè)零件內(nèi)槽口的加工。

圖3 液壓缸支座底面加工裝夾圖

圖4 液壓缸支座雙耳加工裝夾圖

圖5 液壓缸支座雙耳內(nèi)槽口工裝圖

（3）加工過(guò)程。在臥銑上先將液壓缸支座的底面冒口進(jìn)行粗銑，留2mm左右加工余量，再按線(xiàn)銑一側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，完工后轉(zhuǎn)到HMC630e小數(shù)控加工中心。數(shù)控中心加工零件前，先進(jìn)行工裝找正，將液壓缸支座裝夾工裝放置于工作臺(tái)上，用百分表打表找正，誤差保證在0.05mm以?xún)?nèi)。首次加工，先加工2件液壓缸支座底平面、定位鍵槽及4個(gè)16mm、8個(gè)18mm孔，裝夾方式如圖3所示。然后以加工好的側(cè)面作為定位基準(zhǔn)，將2件液壓缸支座對(duì)稱(chēng)放置在工裝的兩側(cè)，以定位塊進(jìn)行側(cè)面定位，旋轉(zhuǎn)頂絲壓緊液壓缸支座，按順序進(jìn)行編程加工工件的底面、定位鍵槽及螺栓孔、銷(xiāo)孔等，加工后用樣板檢驗(yàn)，合格后下件清理毛刺。按同樣的方式再上2件零件進(jìn)行加工，下來(lái)的2件零件轉(zhuǎn)到工裝的另外兩側(cè)，裝夾方式如圖4所示，以精加工后的工件底面作為基準(zhǔn)面，以加工后的定位鍵槽、定位銷(xiāo)孔進(jìn)行精準(zhǔn)定位，依次編程加工液壓缸支座雙耳處的軸孔和外側(cè)面，加工后用樣板檢驗(yàn)，合格后下件清理毛刺，再上2件繼續(xù)加工。這樣就完成了液壓缸支座關(guān)鍵尺寸加工的全過(guò)程，完成了零件加工的一個(gè)工作循環(huán)，剩下的最后一道雙耳內(nèi)槽口加工工序可在立銑機(jī)床上進(jìn)行。加工雙耳內(nèi)槽口前，按同樣的方式，先進(jìn)行工裝夾具的找正。設(shè)計(jì)制作的內(nèi)槽口加工工裝如圖5所示，此加工方法實(shí)現(xiàn)了零件批量加工，內(nèi)槽口加工裝夾方式如圖6所示，以工件底平面為基準(zhǔn)，以定位銷(xiāo)孔為定位基準(zhǔn)，一次裝夾5件，2次進(jìn)刀便完成了5個(gè)零件內(nèi)槽口的加工，用樣板檢驗(yàn)，合格后下件。

圖6 液壓缸支座雙耳內(nèi)槽口裝夾圖

整個(gè)工件關(guān)鍵尺寸的加工過(guò)程中，無(wú)需每個(gè)液壓缸支座都進(jìn)行校正。只要工裝找正后，旋轉(zhuǎn)頂絲壓緊工件，便可進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)了工件的快速裝夾定位，節(jié)省了裝夾校正時(shí)間。尺寸加工過(guò)程中，根據(jù)液壓缸支座加工余量?jī)纱芜M(jìn)刀到位，控制好尺寸，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)加工，在加工過(guò)程中也無(wú)需反復(fù)進(jìn)刀及測(cè)量工件尺寸，可編程一次加工成形。

4. 實(shí)施效果

在同樣條件下，我們用這種加工工藝方法連續(xù)試驗(yàn)了100件液壓缸支座的加工，均達(dá)到預(yù)期效果，滿(mǎn)足了圖樣尺寸要求，并存在以下優(yōu)點(diǎn)：加工后的液壓缸支座尺寸統(tǒng)一，誤差很小，具有嚴(yán)格的互換性。工裝夾具的使用，實(shí)現(xiàn)了液壓缸支座的完全自主加工，保證了被加工零件的尺寸精度、位置度和形位公差。既提高了零件加工質(zhì)量，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了生產(chǎn)效率，收到了良好的效果。

[1] 陶從喜，孫義飛. TCFC 第四代行進(jìn)式篦冷機(jī)的研發(fā)及應(yīng)用[J]. 技術(shù)裝備，2011（2）：55.