批量生產(chǎn)異形件

一往冇前

近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，機(jī)械自動化程度不斷在提高，標(biāo)準(zhǔn)件大批量生產(chǎn)都有想配套的設(shè)備和較為成熟的工藝，相對的非標(biāo)異型件對單件和小批量生產(chǎn)還是可以采用四爪卡盤進(jìn)行裝夾，但車削加工有一定難度。實(shí)際生產(chǎn)中如果遇上大批量生產(chǎn)的零件，則需要采取一些相應(yīng)的技術(shù)措施，如設(shè)計(jì)專用夾具、改進(jìn)刀具和加工方法等解決生產(chǎn)中遇到的問題，使其在批量生產(chǎn)中發(fā)揮最大的作用。

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一、異形件工藝分析
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異形件如圖1所示，材料選擇為黃銅（HMn58－2），中批量生產(chǎn)。工序主要在車床加工，要求有：φ23.5mm內(nèi)孔，倒角C2，總長223.5±0.5mm，并保證φ23.5mm的內(nèi)孔與φ40的孔同軸度0.25。其余表面均在上道序加工完畢，總長有4mm余量。先使用的設(shè)備為CA6140普通車床。

圖1 異形件圖

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二、車床專用夾具使用分析

圖2 夾具體

在CA6140普通車床上加工，利用專用夾具（如圖2所示）進(jìn)行裝夾以提高效率。加工工序是夾具板安裝在四爪卡盤上，并校正，然后將工件大面貼在夾具板上，然后分別用兩組M12螺栓和M12的螺母通過工件上φ12.5的孔，將工件連接并夾緊在夾具板上。其加工走刀路線如圖3所示。

圖3 加工走刀路線圖

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三、存在問題分析

在產(chǎn)品改進(jìn)前按照上訴方案加工，經(jīng)批量加工后發(fā)現(xiàn)兩個問題：

（1）φ23.5mm的內(nèi)孔與φ40的孔同軸度無法保證。這里所使用的夾具形狀為板快狀，安裝時將工件的大側(cè)面帖在夾具板上，下側(cè)面有兩顆M6的螺栓定位，左側(cè)面有一顆M6螺釘定位。從定位原理上分析，這套夾具構(gòu)成六點(diǎn)定位原理，限制工件的六個自由度。先分析工件在夾具中的定位誤差，由圖一可知，φ23.5的內(nèi)孔的工藝基準(zhǔn)為φ40的外圓，因此定位中就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差，如圖4所示。

圖4 定位誤差分析

以大側(cè)面定位時，夾具的定位基準(zhǔn)在大側(cè)面上，與φ40的外圓的軸心線存在尺寸公差問題，△d1＝（12.15－11.85）／2＝0.15mm，同理，以下側(cè)面定位過程中也存在著同樣的問題，△d2＝（90.2－89.8）／2＝0.2mm，T1和T2將會被代入本工序中來。

根據(jù)定位誤差的使用要求，一般的有公式：△d≤（1／5～1／3）*T （T為工序公差）就是同軸度0．25mm，則△d≤（1／5～1／3）*0．25＝0.05mm～0.083mm，也就是說△d最大只能在0.083mm，而本列中僅△d1＝0.15mm這一項(xiàng)就大大超過使用要求，并且在沒有分析夾具安裝誤差、夾具的對定誤差、加工過程誤差，所以說在加工過成中同軸度要求將無法批量保證。

（2）加工效率較低，零件車加工時，端面車兩刀至尺寸用時25s，因內(nèi)孔尺寸公差較大，有0.16mm，可以用φ23．5的鉆頭一次打出，用時20s。倒角C2，用時8s。工件采用兩顆M12的螺栓手工連接并緊固，用時較長50s，那么單件總用時1分43秒，可以說裝夾時間占加工用時一半時間，而且勞動強(qiáng)度大，故加工效率低，每班只能生產(chǎn)200件左右。

四、設(shè)備、夾具的工藝改進(jìn)
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以上兩個問題有一個共同點(diǎn)，都與夾具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，因工件在夾具中的定位誤差超差造成同軸度不能批量保證，因夾緊采用手工螺旋夾緊而用時較長，造成加工效率低。為了解決上訴兩個問題，需要對夾具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，并采用了一套新的加工方案，如圖5所示。

夾具方面采用了長卡爪直接夾在工件φ40的外圓上，又采用了液壓卡盤，實(shí)現(xiàn)自動夾緊、松開。設(shè)備方面更換成CK6140型數(shù)控車床。

圖5 夾具改進(jìn)圖

較之普通車床，采用數(shù)控車床有以下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)；

（2）加工精度高；

（3）生產(chǎn)效率高，勞動強(qiáng)度低；

（4）自動化程度高；

（5）良好的經(jīng)濟(jì)效益；

（6）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化；

（7）完全適應(yīng)中小批量加工。

改進(jìn)后，因長卡爪直接夾在工件的外圓上，定位基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合，那么基準(zhǔn)不重合誤差為零，所以同軸度可以批量保證。

數(shù)控車床搭配液壓卡盤使裝夾實(shí)現(xiàn)全自動化，也使之減小了裝夾時間，由原來的50S減少到15S。

這里要注意的是，鉆頭也可以裝夾在刀架上，給鉆頭做一個夾具（如圖6所示），加工過程中刀架自動走刀。走刀時間由原來的53s減少到40s，這樣加起來也就55s，單件加工比原來減少到47s，約一倍時間。至此，每班生產(chǎn)件數(shù)有原來的200件提高到350件左右，這樣使上文的兩個問題都能得到解決。

圖6 鉆頭夾具

在數(shù)控車上進(jìn)行上述零件的加工，不僅自動化程度更高，而且夾具的作用也得到更加充分的發(fā)揮。對于加工復(fù)雜的異形零件，所采用的夾具和加工方案，也都是在加工過程中不斷摸索。

大陸架

改進(jìn)方案不錯。

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說實(shí)話，我太看得懂。做工裝的話，最起碼要解決定位的問題，那就需要加工扁的一端，既然要加工，不如先把車序做了，拿去線切割。缺點(diǎn)就是比較廢料。樓主設(shè)計(jì)了車序的工裝，前期外型打算怎么加工？是要加熱上磨具沖壓出來嗎？考慮到材料是HMn58-2有良好的的熱壓力加工性，加上D40棒料截面積1256，需要的扁方截面積1080，所以外形應(yīng)該是磨具沖壓成型，如果是這樣就可以理解為什么要把車序放到后面加工。但是始終無法解決定位精度的問題，倒不如用D42的棒料，鉆孔時留出對角的兩個，預(yù)鉆后用銑刀再踩一下，保證后序用孔定位的精度，車序時內(nèi)外都車，也可以保證同軸度。