秦文榮
(常德煙草機械有限責任公司,湖南 常德 415000)
我公司產品ZJ116超高速卷接機組,由于卷接煙支速度快,對零件性能要求高,接煙輪是卷煙時承接煙支的關鍵零件,亦是加工難件,零件圖見圖1。該零件從設計角度考慮必須很輕,故研發人員采用了2A14為零件的材料,由于接煙輪形狀復雜、精度高、壁薄、且鋁材加工易變形,故其加工一直是困擾公司的大問題,原工藝采用工序分散的方式,由11道工序反復加工成形,加工周期長、成本高,嚴重影響了產品的市場競爭力,為此我們對接煙輪的工藝進行了改進。
原工藝流程為:1)普車。粗車留余量4 mm。2)數控車a.夾正,車端面,車外圓φ334為φ336,鏜φ250H6為φ246H6,鏜 φ250H7 為 φ246H7,鏜孔 φ285為 φ284,倒角;b.調頭,校正外圓內孔跳動優于0.015,平總長126,保證平行度要求,倒角。3)加工中心。a.校正內孔及B端面:作 φ5 為 φ4H7,作 φ12.1、φ16 及 φ17 孔為 φ10;2、芯軸裝夾,校正:銑14處缺口及各臺階面,其中尺寸154、137、122.5留余量0.5。4)機鉗。各棱邊、孔口倒角。5)人工時效,時效溫度300℃。6)數控車:a.車間自備花盤,校正內孔跳動優于0.08,車端面,車外圓φ334為φ333.96,鏜孔φ250H6為φ249.5H6,鏜φ250H7為φ249.5H7,鏜孔φ285,倒角;b.調頭自備花盤,校正內孔跳動優于0.015,平總長,控制113±0.1(取下差),保證平行度要求,車φ272,倒角。7)加工中心。a.校正內孔及B端面,校正φ4H7孔,對稱中心作φ4H7孔;b.以φ4H7定向,芯軸裝夾銑14處缺口及各臺階面(各公差帶取下偏差,硬氧尺寸增大 0.02);作 14×M5 底孔;銑后放置 8h;c.校正內孔及φ4H7, 鏜 φ250H6 為 φ250.04H6、 鏜 φ250H7 為φ250.04H7;d.作 φ5 及 7×M6 底孔;e.調頭,校正方位作7×M6底孔(26#~32#);作 2×M8底孔;作 φ16及 φ17孔。8)機鉗,攻 113 右端面 7×M6,孔口倒角。9)加工中心上校正內孔及方位:a.鏜14處φ18N6孔,鏜槽,鏜φ12.1、φ18.1;鉆鉸 φ6K6孔;b.銑 Ra圓弧,控制 b 為 φ327.86,銑0.4;c.銑 R30×3 槽,作 56×φ3 孔。10)機鉗。a.各棱邊、孔口倒角;b.攻 7×M6,攻 2×M8,攻 14×M5;c.作 56×φ4 孔。11)機鉗。找正方位,劃作 14×φ8孔,孔口倒棱。12)修整。13)硬氧。Al/Et.A20hd,φ18N6、φ6K6 及各螺孔保護。14)標識。15)包裝。
由此可以看出,原工藝需15道工序才能加工完成,雖然零件的內應力得到了充分釋放,但工序太多,不僅會因為多次裝夾產生劃傷、多次轉運產生碰傷,使不穩定因素增加,而且也延長了加工周期,增加了成本。

圖1
自制夾具減少零件所受到的夾持力,控制零件的加工變形;采用先進機床一次性加工多道工序,縮短工序,節約時間。現工藝流程為:1)普車。粗車留余量4 mm。2)車中心。a.夾正,車左端面留余量0.1 mm,粗車外圓 φ334為 φ338,粗車 φ272為 φ273,控制尺寸 4為 3.9;鏜 φ250H6、φ250H7同為 φ248,倒角;作7×M6、作 2×M8;鏜 14 處 φ18N6、φ18.1 孔為 φ17,鏜 14處 φ16孔為 φ14,鏜14處 φ12.1孔為 φ10;銑校正用平面;b.撐內孔,車右端面,控制總長為126,粗車φ285為φ281.5;校正方位:銑14處缺口及各臺階面;作7×M6及作 φ5,作 14×M5;鏜 φ285為 φ283.5±0.016(上工裝用);車右端面,控制總長為124.4;(完工后放置12h)。c.上夾具(采用右端面螺孔拉緊):校正方位,車左端面,控制總長為 124.1,鏜 14 處 φ18N6、φ18.1 孔為 φ17.5,鏜槽;粗銑 Ra圓弧,粗銑 0.4,作 56×φ3 孔;作 14×φ8孔及 56×φ4中心孔并倒角;作56×φ4孔;車φ334及φ272成;鏜φ250H6、φ250H7成 φ249;d.上夾具(采用左端面螺孔拉緊):車B面,控制11為10.65;e.上夾具(采用右端面螺孔拉緊):校正方位,鏜14處φ16、φ18.1孔;精校方位,鏜14處 φ12.1及倒角、φ18N6孔,鉆、鏜、鉸 φ6K6孔;精銑0.4,精銑Ra圓弧,控制b為φ327.86;半精鏜及精鏜φ250H6成 φ250.04H6、φ250H7成 φ250.04H7;f.上夾具(采用左端面螺孔拉緊):校正方位,車右端面控制總長,車B面保證11,鏜φ285成;尺寸0.4及Ra處倒角。3)加工中心。校正內孔及方位,銑R30×3槽。4)機鉗。各棱邊、孔口倒角。5)修整。6)硬氧。Al/Et.A20hd,φ18N6、φ6K6 及各螺孔保護。7)標識。8)包裝。
由此我們也可以看出,現工藝僅需8道工序就可以加工完成,并且在粗加工完成后,我們采用上工裝,利用零件端面的螺孔拉緊零件的裝夾方式,充分減少了零件因夾持所產生的變形,對于零件加工造成的內應力,我們也充分給予其時間,讓其慢慢消除,對零件的后續加工并不會造成很大影響。
此方法充分利用了先進設備的加工能力及加工范圍,合理的使工序集中,并輔以所需的成型銑刀及部分自制夾具,為零件節省加工時間1/3以上,降低成本45%,大大提高了經濟效益。
[1]《機械設計手冊》編委會.機械設計手冊[M].北京:機械工業出版社,2007.
[2] 李洪.機械加工工藝手冊[M].北京:北京出版社,1996.