組合殼體圓跳動(dòng)超差分析及工藝改進(jìn)

李建洲 姜煥成

（北方華安工業(yè)集團(tuán)有限公司，黑龍江，齊齊哈爾，161046）

組合殼體圓跳動(dòng)超差分析及工藝改進(jìn)

李建洲 姜煥成

（北方華安工業(yè)集團(tuán)有限公司，黑龍江，齊齊哈爾，161046）

本文針對(duì)某組合殼體中下殼體裝配后圓跳動(dòng)超差問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)分析，查找出影響裝配精度的主要因素，并針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行工藝改進(jìn)。實(shí)踐證明,改進(jìn)后的加工工藝能夠滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，解決了靶試中產(chǎn)品地面密集度不合的問(wèn)題，提高成品率，降低生產(chǎn)成本。

組合殼體；圓跳動(dòng)；裝配精度；修偏工序

圖1 產(chǎn)品裝配簡(jiǎn)圖

依據(jù)本公司生產(chǎn)的某產(chǎn)品（見(jiàn)圖1）的要求，裝配后上殼體檢測(cè)點(diǎn)（距離內(nèi)膛底部H=35mm）相對(duì)組合后產(chǎn)品下殼體定心部圓跳動(dòng)≤0.8mm。在本公司2015年生產(chǎn)的500發(fā)產(chǎn)品中，裝配后圓跳動(dòng)超差產(chǎn)品為112發(fā)，廢品率達(dá)22.4%，產(chǎn)品綜合良品率不足75%。本文選取圓跳動(dòng)超差的10發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行地面密集度試驗(yàn)，其縱、橫向指標(biāo)均不能滿足設(shè)計(jì)要求，該問(wèn)題嚴(yán)重影響了產(chǎn)品生產(chǎn)定型的順利進(jìn)行。

表1 不合格品項(xiàng)目分類統(tǒng)計(jì)

1 原因分析

1.1 疵病數(shù)量統(tǒng)計(jì)

2015年該產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量情況分類統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1。

從表1可見(jiàn)，產(chǎn)品H=35mm處圓跳動(dòng)超差問(wèn)題是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要原因，只有解決了內(nèi)膛圓跳動(dòng)超差問(wèn)題，才能提高產(chǎn)品合格率，順利完成生產(chǎn)定型工作。

1.2 疵病原因分析

（1）沖拔工藝不合理

沖拔毛坯壁厚差較大（σmax=4mm），當(dāng)采用放倒冷卻時(shí)，熱態(tài)下薄壁處易發(fā)生形變，導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)膛橢圓，產(chǎn)生圓跳動(dòng)超差；沖拔過(guò)程中石墨潤(rùn)滑劑在高溫下氣化、裂解，沖頭下壓過(guò)程中產(chǎn)生“憋氣”[1]，導(dǎo)致內(nèi)膛檢測(cè)點(diǎn)處出現(xiàn)凹坑或環(huán)溝，產(chǎn)生檢測(cè)誤差。

圖2 銑底刀具

圖3 夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖4 修弧形靠模

圖5 鏜刀桿

（2）定位基準(zhǔn)選擇不合理。

鏜口部時(shí)，采用杯狀支架進(jìn)行軸向定位，如果支架內(nèi)套選擇不當(dāng)，定位基準(zhǔn)必定靠近收口變形區(qū)，因收口后內(nèi)膛和外圓軸線發(fā)生偏移，精車以偏移后的基準(zhǔn)加工外圓，當(dāng)加工余量較小時(shí)，偏差產(chǎn)生遺留，導(dǎo)致檢測(cè)點(diǎn)圓跳動(dòng)超差。

（3）裝夾誤差不斷累計(jì)。

實(shí)際生產(chǎn)中上、下殼體分粗、精車工序進(jìn)行加工，因裝夾基準(zhǔn)重復(fù)使用，累計(jì)裝夾誤差容易導(dǎo)致產(chǎn)品裝配后同軸度超差[2]。

（4）配合面質(zhì)量影響裝配精度

上、下殼體配合表面有加工毛刺殘留或有因磕碰導(dǎo)致的凸起，由于組合件裝配后垂直度超差，導(dǎo)致內(nèi)膛檢測(cè)點(diǎn)（距離內(nèi)膛底部H=35mm）圓跳動(dòng)超差[3]。

2 解決措施

（1）優(yōu)化毛坯設(shè)計(jì)，減少壁偏。

優(yōu)化沖拔毛坯設(shè)計(jì)，將內(nèi)膛檢測(cè)點(diǎn)機(jī)加余量由原1.0mm加大到1.5mm，在粗車工序中采用六角車床通過(guò)設(shè)計(jì)專用刀具（見(jiàn)圖2），通過(guò)銑底工序消除內(nèi)膛橢圓度及“氣蝕”凹坑，減少壁偏值。

（2）改進(jìn)夾具設(shè)計(jì)。

粗鏜口部工序中，將原杯狀支架外圓定位夾緊形式改為新設(shè)計(jì)的氣動(dòng)內(nèi)夾具（見(jiàn)圖3），通過(guò)夾緊工件圓柱部與收口變形區(qū)間的過(guò)度區(qū)加工口部，避免了收口變形影響，同時(shí)精車全形工序以尾部工藝樁徑向定位，以口部軸向定位車削全形，確保了內(nèi)膛和外圓的同軸度。

（3） 減少累計(jì)裝夾誤差。

對(duì)機(jī)加工藝進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，將收口前外圓與粗車外圓合成一道工序，減少一次裝夾誤差，將上殼體車全形及尾部螺紋合成一道工序，又減少一次裝夾誤差。通過(guò)減少裝夾次數(shù)，提高了裝配后同軸度精度。

（4）增加裝配面修整工序。

裝配時(shí)，打磨裝配面毛刺，并銼修端面凸起點(diǎn)，保證裝配后接合面圓周方向沒(méi)有縫隙，提高上下殼體裝配后軸線的垂直度，提高了裝配面質(zhì)量。

（5）增加修偏工序。

針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中已出現(xiàn)的超差品，增加修偏工序。以產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，設(shè)計(jì)內(nèi)膛修偏靠模（見(jiàn)圖4）和修偏鏜刀（見(jiàn)圖5），將上殼體內(nèi)膛收口區(qū)全部進(jìn)行修偏加工，提高內(nèi)外表面同軸度[4]。

3 效果驗(yàn)證

采取上述措施，隨機(jī)選取500發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行裝配驗(yàn)證，并實(shí)測(cè)檢測(cè)點(diǎn)圓跳動(dòng)，其中，僅有6發(fā)局部圓跳動(dòng)超差，產(chǎn)品一次裝配交驗(yàn)合格率達(dá)98.73%，產(chǎn)品順利通過(guò)生產(chǎn)定型。

（References）

[1] 范崇洛. 機(jī)械加工工藝學(xué)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社, 2000.

[2] 張秀珍. 機(jī)械加工質(zhì)量控制與檢測(cè)[M]. 北京：北京大學(xué)出版社, 2008.

[3]陳旭東. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社, 2007.

[4]邢鴻雁. 機(jī)械制造難加工技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2009.

李建洲（1976—），男，漢族，工學(xué)學(xué)士，工程師，專業(yè)領(lǐng)域機(jī)加工藝研究。