八肋支臂零件的加工工藝研究與改進(jìn)

佟政陽，于家祥，汪亦凡，張衛(wèi)，項云波

（1.安徽天航機(jī)電有限公司，安徽蕪湖 241000；2.國營蕪湖機(jī)械廠，安徽蕪湖 241000）

八肋支臂零件是安裝在飛機(jī)某個傳動系統(tǒng)內(nèi)的，如圖1所示，在工作時該零件需要承受一個大于850N的拉力。根據(jù)某單位大修指南規(guī)定，該零件在到達(dá)使用壽命后需要對其進(jìn)行更換。產(chǎn)品原材料是從俄羅斯購買的鋁材，經(jīng)過生產(chǎn)加工后,每件零件定價在3148.2元。該產(chǎn)品每次順利的完成加工，對車間的質(zhì)量現(xiàn)象、經(jīng)濟(jì)效益都起到積極作用。為提升其生產(chǎn)合格率，增加公司效益，本文就該類零件加工合格率低的原因進(jìn)行了分析研究，并針對合格率的提升制定出具體有效的解決措施［1-2］。

圖1 八肋支臂零件與安裝示意圖

1 分析與討論

1.1 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計某單位2020年二季度的八肋支臂零件生產(chǎn)任務(wù)，計劃生產(chǎn)1122件，其中報廢23件，產(chǎn)品交付合格率僅為97.95%，詳見表1。每件產(chǎn)品的報廢都將增加生產(chǎn)成本和影響公司制定年度交付合格率99.1%的目標(biāo)值。

表1 2020年三季度產(chǎn)品統(tǒng)計表

1.2 原因分析

該零件的加工過程共涉及5個環(huán)節(jié)，針對23件不合格品，對其進(jìn)行研究分析，詳見表2。

從表2可以看出，“機(jī)械加工”環(huán)節(jié)是造成合格率低的主要原因，如果這一個環(huán)節(jié)的不合格率能降下來，則整個產(chǎn)品的不合格率就可大幅下降。按照加工工藝單，機(jī)械加工環(huán)節(jié)只有一個加工中心工序，針對該工序可能涉及的主要原因進(jìn)行統(tǒng)計分析，詳見表3。

從上述統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，“5mm尺寸超差”占總頻數(shù)的85.71%，是造成產(chǎn)品合格率低的主要原因。針對該原因，從引起產(chǎn)品質(zhì)量波動的六個方面進(jìn)行剖析，繪制了六因素系統(tǒng)圖，如圖2所示［3-4］。

針對分析出的7條末端因素，生產(chǎn)加工現(xiàn)場通過相關(guān)技術(shù)手段排除了技能不足、毛坯缺陷、工藝、工作環(huán)境以及檢測量具等因素，從機(jī)床及設(shè)備工裝兩方面著手進(jìn)行試驗分析。

首先用設(shè)備機(jī)床加工檢測樣件，將樣件委托華東計量站對檢測樣件進(jìn)行測量檢測樣件的平行度、垂直度、圓度、位置度、尺寸精度等數(shù)據(jù)，與機(jī)床規(guī)定精度數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，檢測數(shù)據(jù)結(jié)果見表4。

通過表4統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)床平行度、精度等不是造成八肋支臂零件合格率的原因。對“工裝”原因再進(jìn)行研究分析。將零件安裝在現(xiàn)有的工裝胎具上后，對零件平面度進(jìn)行檢測，杠桿表顯示數(shù)據(jù)是否在0.03mm以內(nèi)，測量零件Y向兩端尺寸相差是否在0.03mm以內(nèi)，查看零件在松開后，表面有誤明顯壓傷。測量零件Φ20孔圓度尺寸是否超過0.015mm。將得到的實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計如表5。

針對“8GZ-J-871”、“8GZ-J-874”、“8GZ-J-875”三個工裝，共測量15個要素，不合格比例達(dá)到66.67%?？梢缘贸鲇绊懗叽绯畹闹饕蚴枪ぱb精度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的，因此該末端因素是造成八肋支臂零件加工合格率低的主要原因。

圖2 六因素系統(tǒng)圖

表4 機(jī)床加工樣件檢測數(shù)據(jù)結(jié)果

2 解決措施

針對“工裝平面度超過0.03mm，導(dǎo)致產(chǎn)品5mm尺寸超差”這一要因，根據(jù)現(xiàn)有工裝無法滿足加工要求，重新對工裝進(jìn)行設(shè)計、加工，在工裝的中間增加兩個螺釘緊固孔，使用螺釘將工裝固定在虎鉗上，實現(xiàn)零件的零點定位功能。增加兩處測量點，這樣能夠在機(jī)床上檢測零件5mm厚度尺寸的四個點。由于人工裝夾會發(fā)生安裝偏差大的問題，設(shè)計使用氣動夾緊方式，整個裝夾只需人工將零件放在零點定位凹槽內(nèi)，開動氣動開關(guān)，氣缸推動活動鉗口將零件夾緊。人工使用3公斤的紫銅錘在零件20mm上方，落在零件中心處，即可實現(xiàn)零件的裝夾。

表5 工裝檢測數(shù)據(jù)對比

圖3 工裝示意圖

為驗證工裝是否能夠有效解決零件尺寸超差問題，我們對6件產(chǎn)品進(jìn)行加工，并使用三坐標(biāo)進(jìn)行尺寸檢測。

使用重新設(shè)計加工后的工裝，完全能夠滿足零件的加工，尺寸超差現(xiàn)象基本消失。每批次零件都在工藝內(nèi)附上加工安裝示意圖與安裝注意事項及方法，并讓操作人員簽字確認(rèn)。使用氣缸為動力元件，能夠消除人工夾緊力的不確定性，同時將零件的裝夾時間縮短到10秒以內(nèi)。上述檢測數(shù)據(jù)證明，該措施有效解決了零件尺寸超差問題。

工藝改進(jìn)后對2020年3季度生產(chǎn)零件的情況進(jìn)行了統(tǒng)計，以核查改進(jìn)效果，統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表7。

表6 使用新工裝加工后尺寸檢測

表7 2020年三季度產(chǎn)品統(tǒng)計表

計算三季度的平均合格率為：

99.14%+100%+99.27%=99.47%。

3 結(jié)語

八肋支臂零件在飛機(jī)修理中為常換件，合格率低不僅增加公司的生產(chǎn)成本還影響飛機(jī)的修理周期。本文通過對其加工工藝的分析研究與改進(jìn)，有效提升了該產(chǎn)品的生產(chǎn)合格率，增加了公司的生產(chǎn)效益。參考文獻(xiàn)：

［1］于洋,董志,張磊.某典型支臂零件深槽高速加工研究［J］.裝備制造技術(shù),2015(11):100-102.

［2］于洋.某支臂類零件深槽高速加工研究［C］//中國航空學(xué)會,2011.

［3］李玉平.機(jī)械加工誤差的分析［J］.新余學(xué)院學(xué)報,2005,10(2):27-30.

［4］王秀麗,魏永輝,蔣志強(qiáng),等.機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差分析及策略分析［J］.河南科技,2015(24):52-54.