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        一種長軸類零件加工工藝改進

        2018-04-15 09:02:28張軻
        商品與質(zhì)量 2018年43期
        關(guān)鍵詞:切削性能軸頭精車

        張軻

        北京中麗制機工程技術(shù)有限公司 北京朝陽 100025

        一種長軸類零件作為化纖紡絲設(shè)備的核心關(guān)鍵零部件,是一種長(1500mm左右)徑(85mm)比大(在17:1左右)的軸類零件,技術(shù)要求兩端軸頭與中間軸同軸度不大于0.015mm,高速旋轉(zhuǎn)10000r/min時殘余不平衡量小于5gmm,表面電鍍后粗糙度不大于Ra0.8。

        圖1 長軸套示意圖

        1 長軸類零件原工藝數(shù)據(jù)

        (1)該軸材料選用40Cr,為常規(guī)中碳合金結(jié)構(gòu)鋼,性價比高,是機械制造業(yè)使用最廣泛的鋼之一。40Cr調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能,良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好,水淬時可淬透到Ф28~60mm,油淬時可淬透到Ф15~40mm。切削性能好。

        1.2 原工藝路線

        正火→打兩端中心孔→粗車中間外圓及兩端軸頭→調(diào)質(zhì)→半精車中間外圓及兩端軸頭→去應(yīng)力→精車中間外圓留磨量及兩端面槽成→做兩端面配重孔→精磨中間外圓成→電鍍→修中心孔,精車兩端軸留磨量→磨兩端軸成。

        1.3 加工效果

        首次批量加工投產(chǎn)160件,前42件出現(xiàn)幾乎全部出現(xiàn)動平衡不合格返修現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)報廢。

        2 問題現(xiàn)狀及分析

        2.1 問題現(xiàn)狀

        經(jīng)過對42件問題零件的加工數(shù)據(jù)進行歸類分析,存在以下問題:(1)中間外圓跳動超過0.015mm的難以修復(fù),基本報廢。(2)兩端軸頭與中間軸同軸度小于0.005mm動平衡一次性合格通過,0.005-0.015mm的可以通過配重或去重修復(fù),而超過0.015mm以上的需要校直修復(fù)。

        2.2 問題原因初步分析

        通過對于工藝路線及加工過程的實際進行分析,初步確定

        (1)加工過程控制特別是精加工環(huán)節(jié)不夠嚴謹精細。

        (2)工藝路線不夠合理。

        (3)同軸度和外圓跳動是影響動平衡后質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

        表1 40Cr調(diào)質(zhì)后的力學(xué)性能

        3 長軸類零件改進后工藝路線

        (1)打兩端中心孔→粗車中間外圓及兩端軸頭→調(diào)質(zhì)→半精車中間外圓及兩端軸頭→去應(yīng)力→修兩端中心孔,精車中間外圓留磨量及兩端面槽成→粗磨大外圓兩端架子口→精車兩端軸留磨量→做兩端面配重孔→精磨中間外圓及兩端軸頭成→電鍍。

        (2)改進理由。①取消正火工藝。由于正火工藝在該軸加工過程中主要是改善切削性能,正火后僅僅一道粗車外圓加工,目的是去除氧化皮進行調(diào)質(zhì)處理,而調(diào)質(zhì)處理本身就改善了材料的切削性能,40Cr鋼材本身具有較好的切削性能,所以取消正火工藝,減少加工工序,降低成本。②提前修兩端中心孔。中心孔是該軸加工的主要基準(zhǔn),把修中心孔提前,能夠更好保證后續(xù)加工相關(guān)幾何尺寸的精度。③增加粗磨架子口工藝。原工藝利用精車后大外圓做基準(zhǔn)車兩端軸頭及端面槽,而改后為粗磨架子口做基準(zhǔn),提高基準(zhǔn)精度。④調(diào)整電鍍的順序。原工藝電鍍后還有多工序機加工,電鍍層的均勻性將影響到后續(xù)的加工精度,影響兩端軸頭和中間軸同軸度。改進后,這種影響將大大降低。⑤其他。改進了中心孔的型號選擇,選擇與工序更匹配的中心孔形式,更換了精度更高的頂尖,同樣保證基準(zhǔn)的精度。

        3.3 改進效果

        通過30件的小批量對新工藝進行試驗驗證,效果如下:(1)質(zhì)量提升。30件動平衡一次性通過的在100%以上,95%中間外圓跳動小于0.015mm,兩端軸頭與中間軸同軸度小于0.005mm。同時減少由于電鍍后再多次上機床加工帶來的劃傷、磕碰等質(zhì)量問題。(2)效率提升。通過對電鍍順序的調(diào)整,保證工序平衡,外部電鍍對車間生產(chǎn)組織的影響消失,部門整體效率提升。

        4 結(jié)語

        (1)正火工藝的取消并沒有影響該長軸類零件加工的切削性能。(2)中心孔是關(guān)鍵基準(zhǔn),中心孔的選擇和運用對產(chǎn)品質(zhì)量影響極大。(3)同軸度和外圓跳動是影響該軸動平衡后質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

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