5083精加工板在煙草機(jī)械上的應(yīng)用

劉鈺

（中煙機(jī)械技術(shù)中心有限責(zé)任公司，上海 201206）

1 引言

煙草機(jī)械產(chǎn)品的基座、箱體類(lèi)零件以往多采用鑄鐵或鑄鋁材料，而在近年來(lái)引進(jìn)的煙草機(jī)械產(chǎn)品中，這類(lèi)零件大多采用鋁質(zhì)板材組裝結(jié)構(gòu)。它減少了鑄件結(jié)構(gòu)，降低了零件的加工難度和加工過(guò)程中的環(huán)境污染等。長(zhǎng)期以來(lái)，一般選用普通軋制板材，經(jīng)龍門(mén)刨（銑）床進(jìn)行粗、精加工，中間去應(yīng)力處理的工藝手段，以滿足零件的粗糙度、平面度等設(shè)計(jì)要求。因刨削加工效率低、去應(yīng)力處理設(shè)備能耗高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不能滿足煙草機(jī)械制造企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)的要求。在不增加加工成本的條件下，選擇新材料、改進(jìn)加工工藝、縮短生產(chǎn)周期，成為煙草機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)的、迫切需要。

2 墻板類(lèi)零件常用加工工藝分析

圖1 典型墻板零件簡(jiǎn)圖

墻板類(lèi)零件一般是部件的裝配基礎(chǔ)和安裝基準(zhǔn)，對(duì)抗拉強(qiáng)度有較高要求。其平面度要求為0.1～0.5mm，一般在IT7～I(xiàn)T9級(jí)之間，表面粗糙度Ra1.6～3.2，需要進(jìn)行陽(yáng)極氧化、涂漆等表面處理。零件厚度在8～40mm 之間，最大長(zhǎng)度超過(guò)2000mm，材料牌號(hào)一般為5A05、2A11、5083。典型的墻板零件簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。

墻板零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了其工藝重點(diǎn)是消除加工應(yīng)力，保證其平面度。在工藝選材時(shí)，一般選用普通軋制鋁合金，需要進(jìn)行粗、精加工，中間經(jīng)去應(yīng)力處理的工藝手段，保證零件的平面度等設(shè)計(jì)要求，并且滿足零件在加工過(guò)程中不變形，其工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 高精度墻板加工流程圖

3 進(jìn)口5083 精加工板材的質(zhì)量性能特點(diǎn)

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，為確保產(chǎn)品性能，鋁質(zhì)板材的選用多以進(jìn)口5083 精加工板為主。據(jù)檢驗(yàn)，進(jìn)口5083 精加工板抗拉強(qiáng)度Rm可達(dá)320～380MPa，Rp0.2達(dá)200～250MPa，材質(zhì)均勻且消除內(nèi)應(yīng)力，表面粗糙度低于Ra0.4，厚度公差為±0.1mm。8～20mm 厚度板材，平面度可達(dá)0.3mm；厚度20mm 以上的板材，平面度可達(dá)0.1mm，具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能和陽(yáng)極氧化效果。進(jìn)口鋁合金精加工板材，在精密機(jī)械加工、工作臺(tái)面以及通用工程等領(lǐng)域應(yīng)用較廣。由于該種材料在成型過(guò)程中采用了先進(jìn)工藝，板材內(nèi)應(yīng)力趨于零，所以在機(jī)械加工過(guò)程中變形很小，有利于保證零件的加工精度。進(jìn)口5083 精加工板的機(jī)械性能、加工性能、表面處理性能等均能滿足墻板零件的設(shè)計(jì)、工藝要求，可以替代5A05、2A11 作為墻板零件的精毛坯。

4 采用進(jìn)口精加工板材的應(yīng)用效果

通過(guò)對(duì)墻板類(lèi)零件的加工周期和材料利用率進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn):采用普通軋制板，根據(jù)零件厚度和最大外形尺寸不同，單面加工余量一般為2～5mm，目前材料利用率約為50%～70%。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對(duì)單件、小批的生產(chǎn)組織方式來(lái)說(shuō)，工藝流程的長(zhǎng)短對(duì)生產(chǎn)周期有直接影響，其工序間等待時(shí)間、技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間、檢驗(yàn)時(shí)間等輔助時(shí)間，往往是加工時(shí)間的幾倍甚至幾十倍，因此，工序集中，縮短工藝流程，可以明顯縮短生產(chǎn)周期，提高企業(yè)的市場(chǎng)反應(yīng)能力。

選用進(jìn)口5083 精加工板材后，可提高材料利用率20%～25%;降低加工工時(shí)35%以上。由于取消了粗加工兩平面、去應(yīng)力處理、精加工兩平面工序，縮短了工藝流程，零件加工周期縮短30%～50%，平均縮短生產(chǎn)周期4～8周。改進(jìn)工藝后的工藝流程見(jiàn)圖3，加工示意圖見(jiàn)圖4。

圖3 改進(jìn)工藝后墻板加工流程圖

圖4 墻板加工示意圖

成本方面，采用進(jìn)口材料增加的成本與取消工序降低的成本大致相當(dāng)，因此零件的加工成本并不增加。此外，因墻板類(lèi)零件加工周期的縮短，還帶動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)周期的縮短，為公司帶來(lái)巨大的時(shí)間效益和經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)煙草機(jī)械單件、小批的生產(chǎn)性質(zhì)，用進(jìn)口5083精加工板材代替普通軋制板材，作為墻板類(lèi)零件的毛坯，減少了兩平面加工工序和去應(yīng)力工序，在不增加成本的前提下，縮短了工藝流程，零件加工周期縮短30%～50%,平均縮短生產(chǎn)周期4～8 周，特別是在新產(chǎn)品試制過(guò)程中，可有效縮短試制周期，提高市場(chǎng)反應(yīng)能力，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。