薄壁類(lèi)導(dǎo)軌的加工工藝改進(jìn)

張永偉 齊向前 王磊 胡學(xué)驥 閆建林 劉經(jīng)宇 楊全軍

摘要：圍繞零件加工中存在的變形問(wèn)題，通過(guò)原因分析，運(yùn)用試驗(yàn)和不斷總結(jié)的方法，找出影響零件變形的因素，突破難點(diǎn)，并進(jìn)行解決，在保證零件尺寸精度和質(zhì)量的同時(shí)，極大地提高了產(chǎn)品合格率。

關(guān)鍵詞：變形;應(yīng)力;合格率

一、研究背景

隨著我公司研發(fā)實(shí)力的增強(qiáng)，目前各產(chǎn)品在制薄壁類(lèi)零件種類(lèi)繁多，因薄壁件在加工過(guò)程中容易變形，不易保證平面度、平行度等形位公差，增加了加工難度，而且合格率較低。以LW□-252/T4000-50產(chǎn)品815025726001導(dǎo)軌為例，材料為12鋼板45（152-8），圖紙要求平面平行度控制在0.1mm以?xún)?nèi)，經(jīng)查年初完工入庫(kù)到裝配車(chē)間的大多數(shù)導(dǎo)軌存在變形不合格現(xiàn)象，表現(xiàn)為中間部位翹起、兩端翹起、局部翹起等。在后續(xù)跟蹤加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，不合格率100%，個(gè)別零件變形量達(dá)到0.75mm，嚴(yán)重影響裝配質(zhì)量，在加工過(guò)程中因變形還嚴(yán)重影響磨工序的加工，需要反復(fù)翻轉(zhuǎn)加以墊紙磨削，勞動(dòng)強(qiáng)度極大。因此，為了加快生產(chǎn)進(jìn)度，減少人力物力消耗，提高合格率，需要從工藝改進(jìn)出發(fā)尋求更好的加工方法完成加工，保質(zhì)保量的完成生產(chǎn)任務(wù)。

二、原因分析

為了解零件變形原因，持續(xù)跟蹤一批導(dǎo)軌加工情況如下。

（注：導(dǎo)軌加工工藝為：剪，粗銑，劃鉆，調(diào)質(zhì)，銑，磨，加，鉗，氮化。圖紙要求平行度控制在0.1以?xún)?nèi)）

（一）氮化前

跟蹤數(shù)量47件，15件發(fā)生變形，其中不合格導(dǎo)軌中，中間部位翹起，共8件，占比53.3%;左右兩端翹起4件，占比26.7%，其余變形方式共計(jì)3件，占比20%。

（二）氮化后

氮化后，檢測(cè)其中23件，發(fā)現(xiàn)均發(fā)生變形，表現(xiàn)為兩端翹起。氮化后仍然存在變形，由此分析，說(shuō)明變形的主要原因在于氮化前產(chǎn)生的應(yīng)力在氮化工序釋放，造成變形。

三、實(shí)驗(yàn)研究

（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)，減少各個(gè)工序產(chǎn)生的應(yīng)力，平行度保證在0.1以?xún)?nèi)。

（二）項(xiàng)目?jī)?nèi)容

目前車(chē)間現(xiàn)存一批導(dǎo)軌90件，已經(jīng)完成調(diào)質(zhì)。針對(duì)變形原因，提出以下兩種實(shí)驗(yàn)方案。

1.銑工序加工量為1.4mm，以往使用磁力吸盤(pán)，分兩次加工，產(chǎn)生較多的銑削應(yīng)力和熱應(yīng)力，零件存在變形現(xiàn)象，增加磨削加工難度。考慮到銑工序工藝較為簡(jiǎn)單，且為首道工序，特針對(duì)銑工序進(jìn)行工藝驗(yàn)證。

隨機(jī)選取其中30件，標(biāo)記序號(hào)，全程采用虎鉗裝卡（夾緊力不宜過(guò)大），翻轉(zhuǎn)四次完成加工，每次進(jìn)刀量0.35mm，轉(zhuǎn)速為375r/min。按翻轉(zhuǎn)四次加工，每個(gè)平面翻轉(zhuǎn)兩次，全程使用虎鉗裝卡（四次），每次進(jìn)刀量0.35mm左右，轉(zhuǎn)速不大于375r/min。每次逐件銑削本批次所有零件，待完全冷卻后，再進(jìn)行翻轉(zhuǎn)二次加工。銑削完成后進(jìn)行磨削加工，效果不甚理想，發(fā)現(xiàn)銑削后的變形量普遍在0.1～0.4mm，磨削后隨機(jī)選取其中6件，送計(jì)量部計(jì)量統(tǒng)計(jì)變形情況（見(jiàn)計(jì)量報(bào)告）。平行度和平面度合格率均為83.33%。

2.為進(jìn)一步消除銑削后產(chǎn)生的應(yīng)力，再隨機(jī)選取30件，翻轉(zhuǎn)銑削后，增加回火工序，目的是消除內(nèi)應(yīng)力，再返回磨削后，隨機(jī)選取其中11件，送計(jì)量部計(jì)量統(tǒng)計(jì)變形情況（見(jiàn)計(jì)量報(bào)告），平行度合格率為100%，平面度合格率為90.91%，說(shuō)明增加回火工序，效果顯著，大大提高了合格率。

3.為進(jìn)一步驗(yàn)證增加回火工序的可靠性，剩余30件按銑（翻轉(zhuǎn)四次）、回火、磨、加、鉗、氮化工序進(jìn)行，完工后隨機(jī)選取其中11件，送計(jì)量部計(jì)量統(tǒng)計(jì)變形情況（見(jiàn)計(jì)量報(bào)告），平行度合格率為100%，平面度合格率為90.91%，說(shuō)明增加回火工序，按圖紙要求全部合格，有效的保證了零件合格率。

四、應(yīng)用情況

薄壁件在加工過(guò)程中容易變形，不易保證平面度、平行度等形位公差，增加了加工難度，且批量大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，合格率為零。通過(guò)加工工藝改進(jìn)，改變加工方法，攻克了技術(shù)難點(diǎn)，使質(zhì)量合格率達(dá)到了100%，較好地完成了加工任務(wù)。

五、預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益及計(jì)算依據(jù)

提高導(dǎo)軌的產(chǎn)能：

一件導(dǎo)軌不含稅價(jià)格為562.17元，年產(chǎn)1200件，產(chǎn)能增加67.46萬(wàn)，且提高了零部件的合格率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡學(xué)驥.臥式加工中心同軸度加工工藝技術(shù)研究【J】.電力設(shè)備.2018（26）：142

[2]鄭春寧.口徑變換波導(dǎo)的線(xiàn)切割和電火花加工工藝改進(jìn)【J】.金屬加工（冷加工）.2016（6）：36-37