薄壁類導軌的加工工藝改進

張永偉 齊向前 王磊 胡學驥 閆建林 劉經宇 楊全軍

摘要：圍繞零件加工中存在的變形問題，通過原因分析，運用試驗和不斷總結的方法，找出影響零件變形的因素，突破難點，并進行解決，在保證零件尺寸精度和質量的同時，極大地提高了產品合格率。

關鍵詞：變形;應力;合格率

一、研究背景

隨著我公司研發實力的增強，目前各產品在制薄壁類零件種類繁多，因薄壁件在加工過程中容易變形，不易保證平面度、平行度等形位公差，增加了加工難度，而且合格率較低。以LW□-252/T4000-50產品815025726001導軌為例，材料為12鋼板45（152-8），圖紙要求平面平行度控制在0.1mm以內，經查年初完工入庫到裝配車間的大多數導軌存在變形不合格現象，表現為中間部位翹起、兩端翹起、局部翹起等。在后續跟蹤加工過程中發現，不合格率100%，個別零件變形量達到0.75mm，嚴重影響裝配質量，在加工過程中因變形還嚴重影響磨工序的加工，需要反復翻轉加以墊紙磨削，勞動強度極大。因此，為了加快生產進度，減少人力物力消耗，提高合格率，需要從工藝改進出發尋求更好的加工方法完成加工，保質保量的完成生產任務。

二、原因分析

為了解零件變形原因，持續跟蹤一批導軌加工情況如下。

（注：導軌加工工藝為：剪，粗銑，劃鉆，調質，銑，磨，加，鉗，氮化。圖紙要求平行度控制在0.1以內）

（一）氮化前

跟蹤數量47件，15件發生變形，其中不合格導軌中，中間部位翹起，共8件，占比53.3%;左右兩端翹起4件，占比26.7%，其余變形方式共計3件，占比20%。

（二）氮化后

氮化后，檢測其中23件，發現均發生變形，表現為兩端翹起。氮化后仍然存在變形，由此分析，說明變形的主要原因在于氮化前產生的應力在氮化工序釋放，造成變形。

三、實驗研究

（一）實驗目標：通過不同的實驗，減少各個工序產生的應力，平行度保證在0.1以內。

（二）項目內容

目前車間現存一批導軌90件，已經完成調質。針對變形原因，提出以下兩種實驗方案。

1.銑工序加工量為1.4mm，以往使用磁力吸盤，分兩次加工，產生較多的銑削應力和熱應力，零件存在變形現象，增加磨削加工難度。考慮到銑工序工藝較為簡單，且為首道工序，特針對銑工序進行工藝驗證。

隨機選取其中30件，標記序號，全程采用虎鉗裝卡（夾緊力不宜過大），翻轉四次完成加工，每次進刀量0.35mm，轉速為375r/min。按翻轉四次加工，每個平面翻轉兩次，全程使用虎鉗裝卡（四次），每次進刀量0.35mm左右，轉速不大于375r/min。每次逐件銑削本批次所有零件，待完全冷卻后，再進行翻轉二次加工。銑削完成后進行磨削加工，效果不甚理想，發現銑削后的變形量普遍在0.1～0.4mm，磨削后隨機選取其中6件，送計量部計量統計變形情況（見計量報告）。平行度和平面度合格率均為83.33%。

2.為進一步消除銑削后產生的應力，再隨機選取30件，翻轉銑削后，增加回火工序，目的是消除內應力，再返回磨削后，隨機選取其中11件，送計量部計量統計變形情況（見計量報告），平行度合格率為100%，平面度合格率為90.91%，說明增加回火工序，效果顯著，大大提高了合格率。

3.為進一步驗證增加回火工序的可靠性，剩余30件按銑（翻轉四次）、回火、磨、加、鉗、氮化工序進行，完工后隨機選取其中11件，送計量部計量統計變形情況（見計量報告），平行度合格率為100%，平面度合格率為90.91%，說明增加回火工序，按圖紙要求全部合格，有效的保證了零件合格率。

四、應用情況

薄壁件在加工過程中容易變形，不易保證平面度、平行度等形位公差，增加了加工難度，且批量大、生產周期長，合格率為零。通過加工工藝改進，改變加工方法，攻克了技術難點，使質量合格率達到了100%，較好地完成了加工任務。

五、預期經濟效益及計算依據

提高導軌的產能：

一件導軌不含稅價格為562.17元，年產1200件，產能增加67.46萬，且提高了零部件的合格率和質量。

參考文獻：

[1]胡學驥.臥式加工中心同軸度加工工藝技術研究【J】.電力設備.2018（26）：142

[2]鄭春寧.口徑變換波導的線切割和電火花加工工藝改進【J】.金屬加工（冷加工）.2016（6）：36-37