高鵬
摘要:文章從箱體加工工藝分析入手,論述了基于立式加工中心的箱體加工工藝優(yōu)化。期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)μ岙a(chǎn)增效目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有所幫助。
關(guān)鍵詞:立式加工中心;箱體;工藝優(yōu)化
1.箱體加工工藝分析
箱體是齒輪箱的重要組成部分之一,它能夠?qū)⑤S、套以及齒輪等零件有機(jī)地連接為一個(gè)整體,箱體內(nèi)的所有零件會(huì)保持相互位置,通過(guò)轉(zhuǎn)矩的傳遞,完成規(guī)定運(yùn)動(dòng)。常規(guī)箱體的技術(shù)要求如表1所示。
箱體是一類(lèi)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜的零件,在生產(chǎn)過(guò)程中,需要進(jìn)行加工的面比較多,且主要以平面和孔作為加工的重點(diǎn)。在對(duì)箱體進(jìn)行加工時(shí),平面的精度比較容易達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,而孔間、孔與面之間的位置精度是加工時(shí)質(zhì)量控制的關(guān)鍵之所在。鑒于此,在對(duì)箱體的加工工藝進(jìn)行確定時(shí),可將孔的精度作為首要考慮因素之一。
2.基于立式加工中心的箱體加工工藝優(yōu)化
目前,箱體的加工基本上都是通過(guò)數(shù)控機(jī)床來(lái)完成,如數(shù)控加工中心,為在保證箱體質(zhì)量的前提下,進(jìn)一步提高加工效率,可對(duì)相關(guān)的加工工藝進(jìn)行優(yōu)化。
2.1夾具的優(yōu)化方法
對(duì)于立式加工中心而言,夾具的結(jié)構(gòu)合理與否直接關(guān)系到箱體的加工效率,而夾具的剛度是確保箱體加工過(guò)程中位置保持不變的關(guān)鍵之所在。擁有足夠剛度的夾具,在數(shù)控加工時(shí),基本上不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)的情況,由此可使箱體的加工精度得到有效保障。立式加工中心夾具剛度的大小主要取決于以下因素:穩(wěn)定性、材料、熱處理、整體性、厚度等。由于箱體的結(jié)構(gòu)(如圖1所示)較為特殊,裝夾在夾具上時(shí),會(huì)有一部分處于懸空狀態(tài),這樣一來(lái)很容易引起加固剛性不足的情況,從而影響加工精度。為使該問(wèn)題得到有效解決,可對(duì)夾具進(jìn)行優(yōu)化,具體做法是在夾具上增加一個(gè)輔助夾緊機(jī)構(gòu),隨著該機(jī)構(gòu)的加入,能夠使夾具裝夾零件的整體剛性大幅度增加,刀具切削的進(jìn)給效率也會(huì)隨之提高,走刀次數(shù)顯著減少,工序時(shí)間得以縮短。
2.2底面余量的優(yōu)化方法
立式加工中心精銑底面的加工余量大小,對(duì)箱體的加工效率和質(zhì)量具有直接影響。實(shí)踐表明,當(dāng)加工余量過(guò)大時(shí),會(huì)使能耗增大,并且生產(chǎn)率會(huì)有所降低,這樣一來(lái)總體成本會(huì)隨之增加;如果加工余量過(guò)小,很難使上一道工序遺留的誤差及缺陷徹底消除,由此會(huì)影響加工精度,并且還可能形成廢品。所以對(duì)加工余量進(jìn)行合理確定,是箱體加工工藝優(yōu)化的重要內(nèi)容之一。使用立式加工中心對(duì)箱體進(jìn)行加工的過(guò)程中,箱體的底面在轉(zhuǎn)工時(shí),起承重的作用,為避免磕碰使箱體受損,可將精銑底面的保護(hù)余量確定為1.0mm。
2.3刀具的優(yōu)化方法
通過(guò)立式加工中心對(duì)箱體進(jìn)行加工的過(guò)程中,箱體上的通孔是由精鏜刀和倒角刀共同加工來(lái)完成,也就是說(shuō),通孔需要進(jìn)行三次切削,并且要換刀三次,整個(gè)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)。針對(duì)這一情況,可以采取如下方法進(jìn)行優(yōu)化:按照箱體中通孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)復(fù)合刀具,從而實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)刀完成加工的目標(biāo)。通過(guò)對(duì)刀具的優(yōu)化改進(jìn),不但能夠減少換刀次數(shù),而且切削時(shí)間也會(huì)隨之縮短,單個(gè)箱體的加工節(jié)拍可以節(jié)約3min左右,由此可使日產(chǎn)量隨之提升。
2.4走刀路線的優(yōu)化方法
對(duì)于立式加工中心而言,刀具的走刀路線通常都是按照待加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行設(shè)定,簡(jiǎn)單來(lái)講,就是刀具從對(duì)刀點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),直到完成整個(gè)工件的加工為止,包括切削、切入、切出等等。在箱體加工中,對(duì)走刀路線進(jìn)行確定時(shí),需要遵循如下原則:確保加工精度和質(zhì)量,縮短路線,提高加工效率。應(yīng)當(dāng)保證設(shè)定的走刀路線易于編程,如果是多次重復(fù)的路線,則應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化程序。立式加工中心對(duì)箱體進(jìn)行加工時(shí),銑刀一般都是以直線進(jìn)給的方式完成切削,由此會(huì)使直角轉(zhuǎn)接的位置處留下接刀的痕跡,這樣一來(lái),會(huì)對(duì)箱體表面的加工精度造成影響,從而影響箱體的品質(zhì)。圖2(a)為優(yōu)化前的走刀路線示意圖。
為了解決上述問(wèn)題,可對(duì)立式加工中心的刀具走刀路線進(jìn)行優(yōu)化,如圖2(b)所示。經(jīng)過(guò)優(yōu)化之后,取消轉(zhuǎn)接位置處的直角走刀,將其變?yōu)閳A弧走刀,由此,可使接刀的痕跡得以消除,箱體表面的質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。
2.5優(yōu)化效果分析
某箱體生產(chǎn)車(chē)間,通過(guò)上述方法對(duì)箱體的加工工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),工藝改進(jìn)后,在短短8個(gè)月的時(shí)間里,箱體的產(chǎn)量從原本的900臺(tái)/月,提升至1300臺(tái)/月,加工精度和質(zhì)量也隨之顯著提升。通過(guò)加工工藝優(yōu)化,達(dá)到了提產(chǎn)增效的目標(biāo),由此證明本文提出方法的可行性。
結(jié)論:
綜上所述,通過(guò)立式加工中心對(duì)箱體進(jìn)行加工時(shí),為在保證加工精度和質(zhì)量的前提下,提高生產(chǎn)效率,可采取科學(xué)合理、行之有效的方法,對(duì)加工工藝進(jìn)行優(yōu)化。雖然立式加工中心的型號(hào)有所差別,但基本原理卻大致相同,對(duì)箱體的加工過(guò)程也非常類(lèi)似。因此,本文所提出的優(yōu)化方法具有一定的推廣使用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1]李文斐.箱體機(jī)械加工規(guī)程及鉆側(cè)面(后)螺釘孔機(jī)夾具設(shè)計(jì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2019(5):67-69.
[2]余阿東,蒲生.汽車(chē)自動(dòng)器箱體加工用組合機(jī)床研究[J].機(jī)床與液壓,2018(4):53-55.
[3]韓興言.拖拉機(jī)箱加工工藝研究[J].裝備制造技術(shù),2017(8):90-92.
中國(guó)應(yīng)急管理科學(xué)2019年11期