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        圓盤零件大孔加工方法

        2015-02-20 07:36:08武漢華夏精沖技術(shù)有限公司湖北430415張正威郭銀芳
        金屬加工(冷加工) 2015年18期
        關(guān)鍵詞:精沖內(nèi)孔圓盤

        ■武漢華夏精沖技術(shù)有限公司 (湖北 430415) 駱 蜜 張正威 郭銀芳

        圓盤零件大孔加工方法

        ■武漢華夏精沖技術(shù)有限公司 (湖北 430415) 駱 蜜 張正威 郭銀芳

        摘要:分析圓盤零件大孔的加工難點(diǎn),設(shè)計(jì)制作專用夾具,優(yōu)化加工工藝,可滿足大批量生產(chǎn)的要求。

        1. 加工難點(diǎn)分析

        圖1 圓盤零件示意圖

        圖1所示為某柴油機(jī)圓盤零件示意圖,年需求量35 000件,材質(zhì)為10鋼,料厚t=5mm,外形φ(2 1 9±0 . 1)m m,內(nèi)孔φ135H7(+0.04+0)mm,成形高度(10.5±0.2)mm,斷面光亮帶達(dá)75%以上。因產(chǎn)品對(duì)尺寸、斷面質(zhì)量要求較高,綜合考慮,采用落料→成形→精沖的工藝。經(jīng)分析,該產(chǎn)品主要的加工難點(diǎn)是內(nèi)孔φ135H7(+0.04+0)mm的尺寸難以保證,只能靠后續(xù)加工,原因?yàn)椋孩俑鶕?jù)精沖技術(shù)規(guī)程VDI 3 3 4 5及S c h m i d資料,料厚t=5mm、內(nèi)形尺寸φ135mm產(chǎn)品

        的公差應(yīng)為IT8級(jí),即63μm,而產(chǎn)品要求為40μm,遠(yuǎn)小于可滿足的范圍。②孔φ135mm與腰圓孔間的壁厚為3.5mm,僅為料厚的70%,此處材料穩(wěn)定性差,會(huì)影響內(nèi)孔φ135mm尺寸。

        此產(chǎn)品批量大、精度要求高,考慮到經(jīng)濟(jì)性及產(chǎn)品質(zhì)量,采用精沖時(shí)留適量余量、后續(xù)數(shù)控車到尺寸的加工方法。

        2. 初始加工方案

        按照常規(guī)方法,如圖2所示,數(shù)控車時(shí)夾緊零件外圓。實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),產(chǎn)品加工完從機(jī)床上取下后,內(nèi)孔尺寸有變化,且腰圓處尺寸與非腰圓處尺寸也不同,相差達(dá)0.03mm以上,難以滿足產(chǎn)品要求。分析后認(rèn)為:夾緊產(chǎn)品外圓時(shí)會(huì)對(duì)產(chǎn)品施加徑向力,使產(chǎn)品發(fā)生徑向變形;腰圓處壁厚明顯薄于其他部位,在切削力的作用下會(huì)產(chǎn)生更大的變形。切削完成后及產(chǎn)品取出時(shí)外力消除,產(chǎn)生回彈,使內(nèi)孔尺寸發(fā)生變化。針對(duì)以上特點(diǎn),我們對(duì)裝夾方式作出了改進(jìn)。

        圖2 常規(guī)裝夾示意圖

        3. 改進(jìn)方案

        設(shè)計(jì)專用夾具如圖3所示,使用3個(gè)快速壓緊器壓緊零件端面,無徑向力且相對(duì)傳統(tǒng)壓塊壓緊操作方便、節(jié)省時(shí)間,易于控制夾緊力的大??;在零件腰圓中靠近內(nèi)孔處設(shè)置6個(gè)定位釘和一個(gè)防轉(zhuǎn)釘,增加零件剛性,防止零件轉(zhuǎn)動(dòng)。為保證批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定性,需校正夾具端面與機(jī)床主軸的垂直度0.02mm以內(nèi),定位釘側(cè)面與機(jī)床主軸的同軸度0.02mm以內(nèi),定位釘側(cè)面與產(chǎn)品配合間隙0~0.005mm。

        圖3 改進(jìn)后的裝夾示意圖

        經(jīng)批量生產(chǎn)驗(yàn)證,產(chǎn)品內(nèi)孔尺寸合格率可達(dá)100%,唯一不足的是校正夾具垂直度對(duì)操作工的技能要求很高,浪費(fèi)了大量工時(shí),有待進(jìn)一步優(yōu)化。

        4. 工藝優(yōu)化

        將定位釘尺寸加大,留適量余量在夾具端面校正后數(shù)控車,直至與產(chǎn)品的配合滿足要求,這一方法減少了對(duì)定位釘?shù)男U?,且?duì)定位釘位置、原始尺寸無太高要求,僅需每批更換定位釘即可。

        5. 結(jié)語

        經(jīng)過一系列改進(jìn),圓滿解決了圓盤零件高精度內(nèi)孔尺寸這一瓶頸問題,且滿足大批量生產(chǎn)的要求,同時(shí)為其他類似產(chǎn)品的制造提供了一種可行的思路。

        專家點(diǎn)評(píng)

        針對(duì)薄壁零件的加工特征設(shè)計(jì)制作專用夾具,使用3個(gè)快速壓緊器壓緊零件端面,無徑向力且相對(duì)傳統(tǒng)壓塊操作方便。同時(shí),為減少操作工人的夾具校正難度,采用隨機(jī)加工的方法消除夾具制造誤差,為其他類似產(chǎn)品的制造提供了借鑒。

        收稿日期:(20150514)

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