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    聚四氟乙烯襯套加工變形的研究分析

    2021-07-26 11:49:36于家祥方軍汪亦凡郭林帥
    四川有色金屬 2021年2期
    關(guān)鍵詞:聚四氟乙烯卡盤切削液

    于家祥,方軍,汪亦凡,郭林帥

    (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)

    聚四氟乙烯襯套有很高的耐腐蝕性,主要起密封、潤滑等作用,被應(yīng)用于某型飛機(jī)修理過程中的眾多重要環(huán)節(jié),也是修理過程中不可忽視的部分[1-3]。一直以來,某單位生產(chǎn)的該類襯套合格率普遍較低,隨著相關(guān)裝備性能不斷地研發(fā)改進(jìn),氟塑料零件應(yīng)用占比逐漸增加,飛機(jī)修理任務(wù)也越來越重,現(xiàn)有的一般加工方式,勢(shì)必不能滿足飛機(jī)大修的需求。本文就該類零件加工變形合格率低的原因進(jìn)行了剖析,并提出了有效的解決措施。

    1 統(tǒng)計(jì)與分析

    對(duì)某單位2020年下半年生產(chǎn)的該類襯套合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì),合格情況如表1所示。

    表1 2020年下半年合格率統(tǒng)計(jì)表

    由表1可以看出,該類產(chǎn)品生產(chǎn)合格率不超過40.0%,合格率較低,該情況導(dǎo)致零件的生產(chǎn)成本上升,造成了人力、設(shè)備資源的大量浪費(fèi),嚴(yán)重影響生產(chǎn)單位的質(zhì)量形象,帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

    產(chǎn)品修理流程需經(jīng)接收、分解、故檢、修理、試驗(yàn)、交付、封存七個(gè)階段。襯套發(fā)生變形,采用常規(guī)的目視法和檢測無法直接確定其故障原因。需要重新進(jìn)行分解、修理、試驗(yàn),大大延長了修理周期,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為解決上述問題,研究人員將6個(gè)批次聚四氟乙烯襯套的不合格情況按不合格類別進(jìn)一步分類統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表2所示。從數(shù)據(jù)中可以看出,聚四氟乙烯襯套加工外圓變形不合格(外圓軸向尺寸收縮大)占比為90.68%,為該襯套不合格的主要成因。

    表2 不合格類別調(diào)查表

    2 原因與分析

    針對(duì)聚四氟乙烯襯套加工變形的主要原因-外圓軸向尺寸收縮大,結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場及工序流轉(zhuǎn)等進(jìn)行剖析,發(fā)現(xiàn)可能造成“外圓軸向尺寸收縮大”的原因有以下三點(diǎn):①設(shè)備保養(yǎng)不到位,精度不夠;②切削液流量大小不合理;③裝夾方式與卡盤夾緊壓力大小不合理。

    2.1 設(shè)備精度

    使用指定機(jī)床設(shè)備加工樣件,再委托計(jì)量站檢測測量樣件的平行度、同軸度、垂直度等數(shù)據(jù),依據(jù)《金屬切削手冊(cè)》判斷是否合格[4],結(jié)果如表3所示。

    表3 樣件檢測數(shù)據(jù)結(jié)果

    通過機(jī)床加工樣件的8個(gè)檢測數(shù)據(jù)可以看出,機(jī)床精度無法滿足加工技術(shù)要求并非造成“外圓軸向尺寸收縮大”的原因。

    2.2 切削液流量

    調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場車削外圓時(shí)切削液流量為全流量的30%,為驗(yàn)證切削液流量對(duì)外形尺寸的影響程度,選用相同的機(jī)床,相同襯套材料在切削液流量為30%、50%、100%三種條件下,分別加工3個(gè)批次的樣件,測量其外形尺寸并與檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如表4所示。

    表4 加工合格統(tǒng)計(jì)表

    在切削液流量分別為30%、50%和100%的3次試驗(yàn)中,外形尺寸合格的件數(shù)沒有隨著冷卻液流量增加發(fā)生明顯變化。說明切削液的澆注流量并不會(huì)對(duì)外形尺寸合格率產(chǎn)生影響。

    2.3 裝夾方式與卡盤夾緊壓力

    如圖1所示,使用三爪自定心和胎具裝夾聚四氟乙烯襯套,卡盤夾緊壓力由小到大逐漸增加,記錄該襯套對(duì)應(yīng)的開口變形數(shù)據(jù),結(jié)果如圖2所示。根據(jù)上圖分析得出,未使用輔助胎具裝夾和卡爪壓力太大是造成“外圓軸向尺寸收縮大”的主要原因。

    圖1 裝夾演示圖

    圖2 卡盤壓力與變形量統(tǒng)計(jì)圖

    3 解決措施

    找出聚四氟乙烯襯套加工變形導(dǎo)致合格率低的主要原因后,研究人員通過改變裝夾方式以及選定合適的卡盤夾緊壓力進(jìn)行試驗(yàn),尋找解決襯套加工變形的具體措施。

    如圖3所示,改進(jìn)裝夾方式,能有效解決棒材裝跳動(dòng)和裝夾變形,選用輔助工具裝夾,并伸出適中的長度??ūP夾緊壓力在“2.3 裝夾方式與卡盤夾緊壓力”部分已進(jìn)行研究,從“圖2”可以明顯看出:當(dāng)卡盤夾緊壓力超過8MPa之后,聚四氟乙烯襯套的開口變形量急劇增加,遂將卡盤夾緊壓力確定為8MPa。確定上述了解決措施之后,對(duì)某單位2021年一季度生產(chǎn)的該類襯套合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì),合格情況如表5所示,并隨機(jī)抽取6個(gè)批次6件產(chǎn)品對(duì)外圓數(shù)據(jù)進(jìn)行測量統(tǒng)計(jì),如表6所示。

    圖3 改進(jìn)的裝夾演示圖

    表5 2021年一季度合格率統(tǒng)計(jì)表

    表6 外圓測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

    計(jì)算該3個(gè)月的平均合格率為:

    (94%+95%+96%)/3=95.0%

    從以上數(shù)據(jù)可以得出:改變裝夾方式以及合適的卡盤夾緊壓力,可有效解決聚四氟乙烯襯套加工變形問題。

    聚四氟乙烯襯套主要起密封及潤滑等作用,應(yīng)用于某修理過程中的眾多重要環(huán)節(jié),是修理過程中不可忽視的一部分。本文通過對(duì)其加工工藝的研究分析與改進(jìn),有效地提高了其生產(chǎn)合格率,提升了相關(guān)單位的生產(chǎn)效益與質(zhì)量形象。

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