一種殼體類零件的加工優(yōu)化方法

牛雪平　陶衛(wèi)軍　周春華

摘? 要： 本文針對(duì)某型殼體零件在加工過(guò)程中加工工藝路線安排進(jìn)行優(yōu)化，基于A軸設(shè)計(jì)并制造了專用夾具，減少了零件的工序設(shè)置，有效地縮短 了零件的加工周期，并提高了加工質(zhì)量。同時(shí)，深刻分析了該殼體零件因表面質(zhì)量差需要鉗工打磨返修現(xiàn)象發(fā)生的原因，并從工藝路線設(shè)置、數(shù)控程序 優(yōu)化、零件防護(hù)等多個(gè)方面指定了相關(guān)措施，有效的提高了零件一次交檢合格率。

關(guān)鍵詞： 專用夾具;工藝路線設(shè)置;程序優(yōu)化;零件防護(hù)

1 背景

該殼體零件生產(chǎn)批量較大，為了按節(jié)點(diǎn)完成保質(zhì)保量完成交付，需 要對(duì)零件工藝路線進(jìn)行梳理，并針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)做到按需優(yōu)化。同時(shí)針對(duì)殼 體類零件因表面質(zhì)量粗糙，不滿足要求被顧客代表要求全部清查返修的事 實(shí)，進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化。項(xiàng)目擬從優(yōu)化裝夾、去鉗工化、防護(hù)等方面著手，最 終保證能有效縮短零件加工周期、并顯著提高加工表面質(zhì)量。

2 加工工藝路線梳理

殼體類零件加工工藝路線主要如下：銑內(nèi)腔—鉆鉸孔—去毛刺、銼 修、打磨、攻絲—總檢—陽(yáng)極化—擴(kuò)孔、攻絲—入庫(kù)。整體工藝路線安排 簡(jiǎn)潔，然而在鉆鉸孔工序內(nèi)部又細(xì)分為4個(gè)工步，雖然每個(gè)工步的加工內(nèi) 容較少，但依舊需要5次裝夾才能完成該工序全部?jī)?nèi)容，多次裝夾拖慢了 加工的整體節(jié)奏，結(jié)合該零件交付出現(xiàn)的主要問(wèn)題：側(cè)壁表面刀紋明顯， 鉗工銼修作業(yè)粗糙。針對(duì)各種出現(xiàn)的情形具體問(wèn)題具體分析。（ 1 ）鉆鉸 孔工序工位較多：①主要由于零件各個(gè)側(cè)面都需要鉆孔，所以需要設(shè)置 相應(yīng)工位;（ 2 ）側(cè)壁表面刀紋明顯：①刀具選擇不恰當(dāng)，切削參數(shù)不合 理;（ 3 ）鉗工作業(yè)粗糙：①零件本身較小，需要銼修處為R1.5圓角，存在 加工困難;②工人質(zhì)量意識(shí)較差。（ 4 ）加工周期長(zhǎng)：①因表面質(zhì)量問(wèn)題 導(dǎo)致反復(fù)返修，延誤交付;②鉗工工序內(nèi)容較多，鉗工人力不足導(dǎo)致生產(chǎn) 安排滯后。通過(guò)對(duì)各類問(wèn)題進(jìn)行具體分析原因，為后期的整體工藝方法優(yōu) 化指明方向，殼體零件加工需要在裝夾方法優(yōu)化、去鉗工化、及防護(hù)等幾 個(gè)方面進(jìn)行攻關(guān)。

3 裝夾方法優(yōu)化

10工序銑內(nèi)腔利用平口鉗夾持銑削，夾持剛性較好，操作簡(jiǎn)便，不 需要進(jìn)行優(yōu)化。 20工序鉆鉸孔需要進(jìn)行5次裝夾才能完成所有工序內(nèi)容， 在裝夾上需要耗費(fèi)較多的時(shí)間，所以需要對(duì)該工序裝夾方式進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu) 化前：第一次裝夾需要利用虎鉗夾持銑削10工序銑內(nèi)腔夾持部分，由于 零件壁厚較薄，所以施加壓緊力大小比較關(guān)鍵，力量太大容易使零件發(fā)生 變形，力量太小會(huì)導(dǎo)致狀態(tài)不穩(wěn)定;第二次裝夾利用“兩孔一面”定位方 式，加工大面上下限、孔;第三到五次裝夾均采用“兩孔一面”定位方 式，分別加工殼體三個(gè)側(cè)面上孔、其他內(nèi)容。優(yōu)化后：設(shè)計(jì)出一套“交換 托板式雙工位旋轉(zhuǎn)夾具”。利用該夾具實(shí)現(xiàn)了一套工裝、兩次裝夾完成20 工序全部加工內(nèi)容，加工效率顯著提高。

旋轉(zhuǎn)夾具如圖1所示，主要由基體與可交換托板×4，定位銷，部分標(biāo)準(zhǔn)件組成。基體沿周共4處大面，每個(gè)大面均有2個(gè)高精度孔，通過(guò)定位銷 實(shí)現(xiàn)托板與基體精確定位， 3個(gè)螺紋孔，通過(guò)穿螺釘將托板緊固。在基體 大面上，基體上一次最多可以安裝4塊托板。

托板如圖2所示，托板上設(shè)置兩個(gè)工位，一次放置兩件殼體，利用自制 空心定位銷實(shí)現(xiàn)托板與殼體精確定位，再將螺釘從托板底部穿過(guò)空心定位 銷連接到殼體上實(shí)現(xiàn)通反向拉緊固定。效果：實(shí)現(xiàn)了20工序加工內(nèi)容最大 程度集成化，由5個(gè)工位縮減為2個(gè)工位、避免了多次裝夾，極大縮短了零 件加工周期，并且減少裝夾次數(shù)能降低零件因裝夾導(dǎo)致的表面劃傷概率。

4 數(shù)控程序優(yōu)化

（ 1 ）針對(duì)輪廓側(cè)面銑削后表面質(zhì)量較差，利用φ 12硬質(zhì)合金銑刀代替 普通銑刀，并根據(jù)切削情況對(duì)加工參數(shù)做了一些優(yōu)化，銑削后表面光度較 好。（ 2 ）針對(duì)外形輪廓有一處R1.5內(nèi)圓角， 前期銑刀φ4銑刀加工， 再由鉗 工銼修完成。該處因鉗工銼修后表面質(zhì)量較差，導(dǎo)致零件多批次返修。優(yōu)化 后利用φ4銑刀加工， φ3定制銑刀精銑去殘留，不再需要鉗工銼修該處。

5 殼體加工去鉗工化

殼體的鉗工作業(yè)內(nèi)容較多，主要分為以下幾個(gè)部分內(nèi)容，包括去毛 刺、銼修打磨、攻絲、沉孔锪窩、打批次號(hào)順序號(hào)等內(nèi)容。通過(guò)“結(jié)合 vericut反向技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于模型的數(shù)控去毛刺方法研究與應(yīng)用”，“基于華 中數(shù)控、 fanuc數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)刻批次、順序號(hào)技術(shù)研究應(yīng)用”，“剛性攻絲 技術(shù)”實(shí)現(xiàn)了去毛刺，攻絲、沉孔锪窩、打批次號(hào)順序號(hào)等鉗工內(nèi)容的數(shù) 控化。

6 殼體零件防護(hù)管理

前期未針對(duì)殼體零件進(jìn)行專門的防護(hù)措施，零件加工完成后僅要求 整齊擺放在零件盒當(dāng)中即可，零件與零件之間沒(méi)有隔離，導(dǎo)致表面容易發(fā) 生磕碰傷現(xiàn)象?，F(xiàn)根據(jù)殼體尺寸定制了相應(yīng)的透明塑料防護(hù)盒，零件銑削 完成后需放置在專用清洗液中清洗干凈并晾干后，放入定制防護(hù)盒的格子 內(nèi)，最后放入零件盒中，保證了殼體表面不出現(xiàn)損傷。

7 總結(jié)

通過(guò)對(duì)該殼體整體加工工藝方法從裝夾、程序、防護(hù)等多方面進(jìn)行 優(yōu)化，基本實(shí)現(xiàn)全去鉗工化，有效縮短了殼體零件的加工周期，以往只能 實(shí)現(xiàn)并且加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際為例，改善前加工周期為8個(gè)多 月，改善后加工周期17天。目前按照加工單元模式加工，能實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)量 > 20件，月產(chǎn)量 > 500件，效率提升明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭青.淺談數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法研究[J].教學(xué)考試，2017，（26）：11.

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