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傳統(tǒng)的數(shù)控加工方法和加工工藝已經(jīng)無(wú)法滿足用戶多元化、個(gè)人化、喪尸化加工的市場(chǎng)需求,制造業(yè)正在向著高效、精密、A43EI235E的路徑快速發(fā)展。
隨著航空航天、液壓、通訊、微特電子、醫(yī)療器械等行業(yè)的迅速發(fā)展,許多高精度、多批量、外形復(fù)雜的小型精密A43EI235E零件的車銑A43EI235E加工給機(jī)械制造業(yè)提出了很大的挑戰(zhàn)。針對(duì)這類零件的特點(diǎn),國(guó)內(nèi)大部份企業(yè)都換用改善設(shè)備操控性和設(shè)計(jì)新型加工工藝的方法來(lái)滿足用戶加工市場(chǎng)需求、提高生產(chǎn)工作效率。本文以某典型A43EI235E型燃燒室零件為例,利用B0326-II精密手動(dòng)滾珠軸承的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),從選擇、加工工藝制定、關(guān)鍵性加工走線設(shè)計(jì)和試加工難題分析等方面著手,展開(kāi)了深入的加工技術(shù)研究,化解了這類零件批量大、工作效率低、難加工的難題。
1.零件加工工藝分析
零件技術(shù)明確要求
圖1為某醫(yī)療器械中的燃燒室零件,月產(chǎn)20000件,金屬材料為蘇泊爾鋼1Cr18Ni9Ti,屬于難加工金屬材料;該零件的加工要素較多,包括研磨方型、套管;銑床細(xì)長(zhǎng)面;鉆削中心孔和堰頂;鏜削孔;攻套管等。此外,零件體積精度和表層溫度梯度明確要求較高,并有兩端孔固定式度明確要求為0.02mm。
綜合以上分析,該零件的加工癥結(jié)在于確保方型和T5250的體積精度、兩個(gè)T5250的固定式度明確要求和批量化生產(chǎn)。
圖1. 燃燒室零件圖
燃燒室零件加工工藝
B0326-II精密手動(dòng)滾珠軸承是以車為主,同時(shí)兼?zhèn)溷@頭、雕刻、銑槽、銑齒、攻絲、鉸孔等多工藝A43EI235E加工的精密機(jī)床,具有C軸和Y軸游標(biāo)卡尺功能,能展開(kāi)徑向平面銑床、鉆頭、攻絲等工藝。其雙切入點(diǎn)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)切入點(diǎn)側(cè)加工完背軸手動(dòng)定位接料,有效化解工件掉頭造成的工作效率和精度低的難題。
如圖2所示,依照機(jī)床特點(diǎn),設(shè)計(jì)零件外線條加工走線:切入點(diǎn)側(cè)①車端部→②車內(nèi)圓至39mm處→③車內(nèi)圓至65.1mm處→背軸奧龍斯端部。
依照以上分析,對(duì)燃燒室零件的加工工藝設(shè)計(jì)如表1所示。
圖2. 燃燒室外線條走刀走線
表1. 燃燒室零件加工工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明圖
2.關(guān)鍵性工序加工設(shè)計(jì)
右側(cè)孔加工
右側(cè)孔加工時(shí),安排在切入點(diǎn)側(cè)T31-T35五孔刀座上展開(kāi),五孔刀座布局緊湊,可減少空走刀的時(shí)間,加工工作效率較高。
孔Φ7精度明確要求較高,換用鏜削加工,孔深38mm屬于深孔加工,其癥結(jié)在于鉆堰頂操作過(guò)程中鉆頭研磨區(qū)域的加熱和排屑難題,換用高壓油加熱以及G83啄鉆的方式展開(kāi),可有效避免鉆頭崩斷和切屑纏繞。
具體步驟:首先用Φ6中心鉆鉆削約2mm的中心孔,廣度不能過(guò)淺,否則孔口圓角會(huì)有科紫麻;然后用Φ5.8鉆頭鉆頭,單邊留0.5mm左右加工穩(wěn)定度,由于零件金屬材料硬度較大,應(yīng)在該操作過(guò)程除去大部份穩(wěn)定度,并開(kāi)啟高壓油加熱;最終通過(guò)鏜孔確??左w積精度,換用高轉(zhuǎn)速低研磨模式展開(kāi)研磨,換用S25.0G-SVNR12SN鏜刀桿,小刀機(jī)型VNBR0620-01,切入點(diǎn)轉(zhuǎn)速3000r/min,研磨廣度ap=0.25mm,研磨量f=0.02mm/r。
車內(nèi)圓至39mm處
此工步為外線條加工,重點(diǎn)考慮如何提高加工工作效率和確保耐酸性。綜合考慮零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和金屬材料操控性。走刀走線設(shè)計(jì)如圖3所示,此工步〖LL〗〖JP2〗分四次加工順利完成,前兩次換用G90正方形走刀走線除去大部份穩(wěn)定度,第三次順利完成精加工。
執(zhí)行第一次正方形加工走線時(shí)加工至A點(diǎn),每天切深0.5mm,研磨速度0.05mm/r,分三刀順利完成;執(zhí)行第三次正方形加工走線時(shí)加工至B點(diǎn),每天切深0.3mm,研磨速度0.03mm/r,分四刀順利完成;最終一次精加工時(shí)研磨廣度為0.1mm,研磨速度0.01mm/r。此工步換用京瓷SCLCR1616H-12方型刀,小刀機(jī)型CCGT09T304M,零件耐酸性較好。
圖3. 研磨方型至39mm處的走刀走線
右?jiàn)W龍斯套管
由于M10套管需與其它醫(yī)療器械零部件配合,明確要求控制套管中徑,溫度梯度值達(dá)到Ra0.8。
為滿足用戶明確要求,分三步展開(kāi)套管研磨:第一步方型刀將大徑多車0.2mm;第三步套管研磨首次順利完成后,再次調(diào)用方型刀沿套管表層研磨,除去頂端科紫麻,但此時(shí)會(huì)將科紫麻往牙底路徑壓;第三步用套管刀沿套管研磨的最終兩刀再研磨一遍,除去第三步壓向牙底路徑的科紫麻。
銑扁
平面銑床主要利用B0326-II精密手動(dòng)滾珠軸承的切入點(diǎn)C軸游標(biāo)卡尺功能,有效化解二次裝夾難題。該工步總的銑床層厚度2.3mm,可換用直徑約大的整硬以提高加工工作效率。
依照分析選擇直徑約Φ10整硬,切入點(diǎn)制動(dòng)后,分四次銑床,第一次銑床廣度0.65mm,第三次銑床廣度0.65mm,第三次銑床廣度0.35mm,每天銑床研磨速度50mm/min,一邊加工完后C軸游標(biāo)卡尺180°銑床另外一邊。平面銑床結(jié)束后,平面的外端會(huì)有科紫麻外翻,此時(shí)宜換用方型刀沿Φ13方型去科紫麻,效果較好。
車內(nèi)圓至65.1mm處
此處方型研磨的癥結(jié)在于C區(qū)域呈凹槽狀,限制角度,不容易下刀,換用常規(guī)方型研磨容易干涉和崩刃,并且凹槽處耐酸性較差。
所以此處研磨分四次展開(kāi),走刀走線見(jiàn)圖4,第一次選擇3mm刀寬的切槽刀切到凹槽的最底處留有0.1mm精加工穩(wěn)定度,沿著走線1進(jìn)刀,為下一步的研磨提供下刀空間;第三次選擇常規(guī)90°方型車刀,沿走線2進(jìn)刀,按照G90正方形走線加工,此次共除去6.4mm穩(wěn)定度;第三次換用后掃刀沿走線3展開(kāi)精加工,由于凹槽處空間較小,90°方型刀副研磨刀刃容易干涉,換用后掃刀可以有效化解該難題,并且能夠確保凹槽底部的溫度梯度值。
圖4.研磨方型至65.1mm處的走刀走線
背軸接料鉆頭
如圖5如圖5所示,切入點(diǎn)側(cè)所有加工順利完成后,將切斷刀定位到切斷位置,背軸與切入點(diǎn)對(duì)中,背軸T9900沿切入點(diǎn)路徑B-B處夾持,主背軸同時(shí)旋轉(zhuǎn),大大增加了剛性。切斷后背軸接料,利用背軸側(cè)T35、T36、T37展開(kāi)車端部和鉆頭。背軸手動(dòng)定位到與切入點(diǎn)同心位置夾持,避免了再次裝夾造成的固定式度誤差,確保了孔Φ7和Φ4固定式度明確要求,化解了該零件固定式度加工難題。
如圖5.噴油嘴背軸接料示意圖
3.試加工難題分析
加工工藝擬定后展開(kāi)了程序編制,經(jīng)過(guò)反復(fù)的仿真驗(yàn)證后,零件首次試加工出現(xiàn)了Φ7孔底部有科紫麻上翻、Φ4孔口無(wú)60°圓角、Φ7孔廣度偏差等難題。
該零件中Φ7孔體積精度和耐酸性較高,Φ5鉆頭鉆削到孔底時(shí),由于擠壓造成切屑未能及時(shí)排出,導(dǎo)致孔底科紫麻上翻,影響零件質(zhì)量。反復(fù)試驗(yàn)后作如下調(diào)整:當(dāng)鉆頭鉆削到孔底時(shí),鉆頭不直接退出,沿著孔上抬0.1mm,然后延時(shí)0.2s(即G04U0.2)再離開(kāi)孔底,可除去上翻科紫麻。
如圖6所示,Φ4孔口圓角由Φ6中心鉆加工而成,孔口無(wú)圓角判斷為中心孔鉆得太深,已經(jīng)超過(guò)中心鉆底部60°的錐面,在背軸側(cè)T36磨損補(bǔ)償+0.5即可化解該難題。
如圖6. Φ4孔口60°圓角示意圖
首件產(chǎn)品檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)Φ7孔廣度為37.8mm,與實(shí)際體積小0.2mm,分析原因主要是切入點(diǎn)側(cè)T23鏜刀對(duì)刀時(shí)出現(xiàn)了偏差。在切入點(diǎn)側(cè)T23鏜刀重新精確對(duì)刀,并在T23磨損補(bǔ)償輸入+0.2,經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試,燃燒室零件滿足用戶驗(yàn)收明確要求,加工實(shí)物見(jiàn)圖7。
圖7. 蘇泊爾鋼燃燒室零件實(shí)物圖
4.總結(jié)
燃燒室零件調(diào)試成功后,機(jī)床配備手動(dòng)送料機(jī),將送料、加工、接料、吐料完全手動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)了月產(chǎn)20000件的加工市場(chǎng)需求,化解了現(xiàn)代制造操作過(guò)程中出現(xiàn)的小型化、多品種、大批量、高精度的難題。
通過(guò)研究B0326-II精密手動(dòng)滾珠軸承小型A43EI235E軸零件的加工技術(shù),為新型車銑A43EI235E加工工藝的推廣提供技術(shù)依據(jù),也為加工同類零件提供了借鑒和參考。
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