VMC1000L立加關(guān)鍵零件加工工藝分析

潘石群 陳攀 張小明

摘 ?要：該文按照VMC1000L立式加工中心設(shè)計(jì)和生產(chǎn)現(xiàn)狀，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)能力及生產(chǎn)目標(biāo)任務(wù)，從機(jī)床關(guān)鍵零件加工難點(diǎn)和質(zhì)量要求出發(fā)，以零件加工工藝路線規(guī)劃和專用加工設(shè)備配置、規(guī)范選用夾具及刀具、檢具等為重點(diǎn)對(duì)零件加工工藝方案進(jìn)行系統(tǒng)分析和綜合優(yōu)化，在完成生產(chǎn)任務(wù)的同時(shí)，也為其他量產(chǎn)機(jī)床的零件加工工藝方案編制提供參考。

關(guān)鍵詞：VMC1000L;加工工藝;關(guān)鍵零件;方案分析

中圖分類號(hào)：TH122 ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

VMC1000L是海天精工為拓展國(guó)內(nèi)外模具加工行業(yè)、中小型零件加工行業(yè)數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)份額，在原有臥式加工中心、龍門鏜銑床加工中心等五大系列機(jī)床產(chǎn)品基礎(chǔ)上，通過(guò)吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)的一種相較傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)立式加工中心而言具有更高剛性、穩(wěn)定性和切削精度立式加工中心機(jī)床產(chǎn)品的首款機(jī)型。

在量產(chǎn)過(guò)程中，為提高生產(chǎn)效率，保證機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，達(dá)成單生產(chǎn)線20臺(tái)機(jī)床/月的生產(chǎn)任務(wù)，從而按照底座、立柱、主軸箱、滑座、工作臺(tái)和電機(jī)座、軸承座、絲母座等關(guān)鍵零件的加工要求，對(duì)零件加工工藝方案進(jìn)行系統(tǒng)研究和綜合優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)機(jī)床關(guān)鍵零件的穩(wěn)定供給。

1 工藝方案

工藝方案是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求、生產(chǎn)類型和企業(yè)的生產(chǎn)能力，提出工藝技術(shù)準(zhǔn)備工作具體任務(wù)和措施的指導(dǎo)性文件。主要包括對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性的評(píng)價(jià)和工藝工作的內(nèi)容以及產(chǎn)品的生產(chǎn)組織方式、工裝設(shè)計(jì)原則等。因VMC1000L立式加工中心的定位為大批量生產(chǎn)機(jī)型，因此其關(guān)鍵零件的生產(chǎn)組織方式為：鑄件毛坯廠外訂制、機(jī)械加工廠內(nèi)完成，零件加工過(guò)程以采用專用工裝夾具為主。該文研究的主要內(nèi)容為該機(jī)床的關(guān)鍵零件加工工藝方案。

2 關(guān)鍵零件加工難點(diǎn)及質(zhì)量要求

零件的加工質(zhì)量包括加工精度和表面質(zhì)量。因VMC1000L立式加工中心關(guān)鍵零件精加工設(shè)備均為高精度數(shù)控加工中心，結(jié)合設(shè)計(jì)要求和生產(chǎn)實(shí)際，零件的表面質(zhì)量易于保證，難點(diǎn)在加工精度的控制，特別是機(jī)加工過(guò)程中因受力或應(yīng)力集中引起的變形控制。

同時(shí)，相關(guān)關(guān)鍵零件質(zhì)量主要控制要求如下。

2.1 底座

線軌安裝面的直線度、扭曲以及兩線軌承靠面的平行度;線軌安裝面與電機(jī)座、尾端座安裝面的平行度;與立柱結(jié)合面與線軌安裝面的平行度。

2.2 立柱

線軌安裝面的直線度、扭曲以及兩線軌承靠面的平行度;線軌安裝面與電機(jī)座、尾端座安裝面的平行度;與底座結(jié)合面與線軌安裝面的垂直度。

2.3 主軸箱

主軸孔中心與端面的垂直度;箱體主軸孔中心與滑塊安裝面、承靠面的平行度;絲母座孔中心與滑塊安裝面、承靠面的平行度;絲母座孔中心與端面的垂直度。

2.4 滑座

線軌安裝面的直線度、扭曲以及兩線軌承靠面的平行度;滑塊安裝面與線軌安裝面的平行度、滑塊承靠面與線軌承靠面的垂直度;絲母安裝面與滑塊安裝面的垂直度。

2.5 工作臺(tái)

臺(tái)面的平面度、臺(tái)面與滑塊安裝面的平行度;滑塊安裝面與絲母座安裝面的平面度（共面）;滑塊承靠面、絲母座承靠面和基準(zhǔn)“T”型槽的平行度。

2.6 電機(jī)座、軸承座、絲母座

各零件結(jié)合面及承靠面與孔中心的平行度以及各零件結(jié)合面與孔端面的垂直度、孔端面與孔中心的垂直度等。

3 零件加工工藝方案分析及優(yōu)化

3.1 工藝路線規(guī)劃

工藝路線是描述物料加工、零部件裝配的操作順序的技術(shù)文件，是多個(gè)工序的序列。以單生產(chǎn)線20臺(tái)機(jī)床/月的產(chǎn)能分析，將粗、半精、精加工分離的工藝路線優(yōu)化成粗、半精加工合并，讓零件從毛坯狀態(tài)直接上加工中心，按照以非主要面為裝置面加工主要面和有相對(duì)位置關(guān)系處先加工的原則，減少粗加工設(shè)備，減少?gòu)拇旨庸ぶ涟刖庸ぶg零件的翻轉(zhuǎn)、周轉(zhuǎn)及運(yùn)輸環(huán)節(jié)和裝夾頻次，實(shí)現(xiàn)工序集中，縮短工藝路線。優(yōu)化后的零件加工工藝路線圖如圖1所示。

3.2 配置專用加工設(shè)備

3.2.1 單生產(chǎn)線關(guān)鍵零部件加工設(shè)備配置

以粗、半精加工合并為原則，按照單生產(chǎn)線20臺(tái)/月的產(chǎn)能核算、配置機(jī)床關(guān)鍵零件專用加工設(shè)備，單機(jī)關(guān)鍵零件加工設(shè)備和工時(shí)消耗情況見表1，單生產(chǎn)線關(guān)鍵零件加工設(shè)備使用情況見表2。

3.2.2 配置專用加工設(shè)備的優(yōu)勢(shì)和不足

配置關(guān)鍵零件專用加工設(shè)備，優(yōu)勢(shì)在于：實(shí)現(xiàn)專人專機(jī)，操作工作業(yè)熟練，零件的加工質(zhì)量較容易保證，且零件種類少，單品生產(chǎn)效率大幅提高。不足在于：因零件毛坯供應(yīng)不及時(shí)導(dǎo)致設(shè)備空閑或因設(shè)備故障導(dǎo)致零件加工不及時(shí)等延誤生產(chǎn)事件發(fā)生的概率將有所增加，且各零件不能并行加工，造成整機(jī)零件成套管理的難度有所增大，個(gè)別設(shè)備利用率降低。

3.3 夾具、刀具和檢具的規(guī)范使用

量產(chǎn)過(guò)程中，由于成套零件的數(shù)量和機(jī)加工設(shè)備的負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定，為提高生產(chǎn)效率、降低加工成本、穩(wěn)定零件質(zhì)量，通常對(duì)于零件生產(chǎn)關(guān)聯(lián)的夾具、刀具和檢具使用有更高要求。

3.3.1 設(shè)計(jì)專用夾具，規(guī)范零件裝夾方式

根據(jù)關(guān)鍵零件的加工需求設(shè)計(jì)專用夾具或選用整體夾具，規(guī)范零件裝夾方式（如對(duì)于毛坯件及大件采用一擋一頂方式定位，對(duì)于小件采用一面兩銷方式定位），方便工裝夾具的安裝、管理，縮短每一加工工序零件裝夾和找正時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

3.3.2 規(guī)范加工刀具使用

選用剛性好、精度高、通用性強(qiáng)、性價(jià)比好的刀具，規(guī)范刀具使用，提高加工效率，降低成本，減少刀具種類。如選用高速面銑刀（刀片：8刃/片;切削參數(shù)：S=600，F(xiàn)=1200，ap=8）對(duì)底座、立柱、滑座、主軸箱等零件線軌安裝面進(jìn)行粗、半精加工;選用三面刃立銑刀（刀片：8刃/片;切削參數(shù)：S=250，F(xiàn)=500，ap=6）對(duì)底座、立柱等零件契塊安裝槽的直槽進(jìn)行加工;選用高速鉆（刀片：4刃/片;切削參數(shù)：S=2300，F(xiàn)=400）對(duì)主軸箱、工作臺(tái)等零件的沉孔進(jìn)行加工。

3.3.3 定制專用檢具，穩(wěn)定零件生產(chǎn)質(zhì)量

檢具是一種檢測(cè)用平具，利用它可以快捷地檢驗(yàn)工件的合格性。對(duì)于量產(chǎn)機(jī)床而言，定制關(guān)鍵零件加工專用檢具，有利于提高零件生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并在一定程度上減小零件返修率。如定制專用丁字型橋板（橋板上固定2個(gè)水平儀），對(duì)底座等機(jī)床大件的線軌安裝面直線度進(jìn)行檢驗(yàn)等，如圖2所示。

4 結(jié)論

該文從機(jī)床關(guān)鍵零件加工難點(diǎn)和質(zhì)量要求出發(fā)，以零件加工工藝路線規(guī)劃和專用加工設(shè)備配置、規(guī)范選用夾具及刀具、檢具等為重點(diǎn)對(duì)VMC1000L立式加工中心的零件加工工藝方案進(jìn)行系統(tǒng)分析和綜合優(yōu)化。

對(duì)相關(guān)量產(chǎn)零件的加工工藝方案制定要點(diǎn)以及方案中零件加工質(zhì)量的控制方法進(jìn)行總結(jié)，從而在完成生產(chǎn)任務(wù)的同時(shí)，也為其他量產(chǎn)機(jī)床的零件加工工藝方案編制提供參考。

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