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      礦用車后橋制動(dòng)器支架加工工藝

      2014-12-02 01:36:08內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭014010韓淑華侯學(xué)元
      金屬加工(冷加工) 2014年15期
      關(guān)鍵詞:鏜刀銷孔精加工

      內(nèi)蒙古科技大學(xué) (包頭 014010) 韓淑華 侯學(xué)元

      我校工程訓(xùn)練中心金工實(shí)習(xí)基地承接了內(nèi)蒙古某特大型企業(yè)礦用車后橋制動(dòng)器支架產(chǎn)品的試制和小批量生產(chǎn)任務(wù)。該產(chǎn)品屬于框架類零件,形狀不規(guī)則,是礦用車制動(dòng)器部件中的一個(gè)關(guān)鍵零件,制動(dòng)器支架有比較嚴(yán)格的加工裝配尺寸,而且尺寸精度要求高,加工難度大,這就必須做好充分的工藝準(zhǔn)備,以滿足產(chǎn)品的加工要求。

      1.加工工藝分析

      制動(dòng)器支架毛坯為精鑄件,材料牌號(hào)為:QT450—15。如圖1 所示。

      圖1

      圖樣主要技術(shù)要求如下:

      (2)孔φ50 mm 兩端面尺寸92.6 mm 的垂直度相對(duì)于基準(zhǔn)A 為φ0.05 mm,表面粗糙度值Ra=6.3 μm。

      (3)相對(duì)于位置D、K 的4 個(gè)螺紋孔M14 ×1.5-6H 的位置度為φ0.25 mm 及12 個(gè)φ16.5 mm 的孔均布在支架的底部圓面上,其對(duì)于C、B 的位置度要求為φ0.3 mm。

      (5)對(duì)于尺寸:104 mm、40 mm、62 mm、158 mm是和制動(dòng)器的其他零件進(jìn)行裝配的關(guān)鍵尺寸,必保尺寸。

      零件主體框架為厚度12 mm 的圓形盆腔,其剛性較差,裝夾時(shí)容易變形,不易保證加工精度,因此,對(duì)工件裝夾控制變形要求很高;通過(guò)對(duì)圖樣的分析,可以看出該零件的整個(gè)加工技術(shù)難點(diǎn)是聯(lián)接剎車片的兩個(gè)銷孔孔深131 mm,對(duì)于A、B 的平行度為φ0.025 mm,對(duì)于C 的垂直度為φ0.025 mm,表面粗糙度值Ra=1.6 μm;技術(shù)要求高,該工序加工成為整個(gè)工件加工的技術(shù)難點(diǎn)。如何保證夾具裝夾工件時(shí)的剛性,使工件在加工過(guò)程中,不會(huì)出現(xiàn)影響工件尺寸精度的裝夾變形,成為夾具設(shè)計(jì)和加工工藝編制的關(guān)鍵因素。

      2.零件加工工藝流程確定

      根據(jù)對(duì)零件結(jié)構(gòu)及工藝分析,并結(jié)合考慮實(shí)際生產(chǎn)周期和進(jìn)度要求,加工工藝需進(jìn)行合理分配,粗、精加工分開(kāi),為此確定以下加工工藝流程:

      (1)在數(shù)控立式銑床上加工如下尺寸,為整個(gè)工序確定定位基準(zhǔn);加工φ204 mm、68 mm、12 mm;翻面加工φ146 mm、131 mm、92.6 mm 到尺寸,粗加工φ126 mm。

      (2)在臥式銑床上加工銷孔的上下面80+0.5+0.4mm。

      (3)在立式加工中心上,完成如下尺寸:以尺寸φ204 mm 的底面為基準(zhǔn)定位面,加工12 個(gè)φ16.5 mm、粗精加工、2 個(gè),精加工;翻面以φ126 mm的面為基準(zhǔn)定位面,加工尺寸4 個(gè)M14 ×1.5 -6H,粗、精加工尺寸。

      3.選擇加工設(shè)備

      分析該零件,由于關(guān)鍵工序在加工時(shí)所涉及到的刀具種類和數(shù)量較多,需要進(jìn)行頻繁換刀,故關(guān)鍵工序的加工方案采用帶有FANUC 控制系統(tǒng)的大連產(chǎn)立式加工中心(型號(hào)VDL—1000),該設(shè)備三軸最大行程為:X1000 mm Y560 mm Z600 mm,具有自動(dòng)換刀功能,刀庫(kù)刀容量為24 把,滿足工序所需刀具的技術(shù)要求。

      4.選擇加工夾具

      加工方案分3 道工序,涉及到加工夾具的工序?yàn)榈? 道工序,在這道工序里,關(guān)鍵裝配尺寸多、行位公差要求嚴(yán)格,必須借助夾具來(lái)實(shí)現(xiàn);夾具采用液壓保壓結(jié)構(gòu),工件裝入夾具后,夾具的兩個(gè)浮動(dòng)定位銷定位和4 點(diǎn)工藝凸臺(tái)固定支撐共同作用實(shí)現(xiàn)工件的6 點(diǎn)定位,4 個(gè)油壓杠桿直線缸壓緊,實(shí)現(xiàn)工件的初始?jí)壕o,將工件完全壓緊,夾具的液壓元件的動(dòng)作順序通過(guò)順序閥實(shí)現(xiàn),夾具簡(jiǎn)圖如圖2 所示。

      5.加工出現(xiàn)問(wèn)題及解決方案

      零件進(jìn)行批量生產(chǎn)后,一些問(wèn)題斷斷續(xù)續(xù)發(fā)生了,集中體現(xiàn)在3 工序的聯(lián)接銷孔2 個(gè)尺寸超差率偏高。

      圖2

      (1)分析問(wèn)題的原因:分析工件加工部位的聯(lián)接銷孔A—A 視圖的結(jié)構(gòu),加工部位的尺寸2 個(gè)為131 mm 長(zhǎng)的深孔,采用鉆孔粗加工和鏜刀精加工進(jìn)行,粗加工為先用中心鉆進(jìn)行定位,然后用鉆麻花粗加工,精加工采用加長(zhǎng)數(shù)控硬質(zhì)合金單刃精鏜刀進(jìn)行加工。通過(guò)對(duì)工件尺寸2 個(gè)加工后測(cè)量超差的原因分析,在孔的內(nèi)壁出現(xiàn)顫紋。經(jīng)分析后確認(rèn),是由于粗加工麻花鉆在加工過(guò)程中,產(chǎn)生的切削力導(dǎo)致工件的牙口上部發(fā)生振顫,產(chǎn)生了魚(yú)鱗和積屑瘤,而在精鏜刀進(jìn)行精鏜時(shí),粗鏜產(chǎn)生的魚(yú)鱗和積屑瘤導(dǎo)致單刃精鏜刀的加工余量在某個(gè)時(shí)間突然增大,使加長(zhǎng)精鏜刀出現(xiàn)顫紋,導(dǎo)致零件尺寸超差。

      (2)解決方案:找到出現(xiàn)偏差的原因后,對(duì)裝夾零件的夾具進(jìn)行了如下改進(jìn):為了消除牙口上部發(fā)生振顫而導(dǎo)致工件內(nèi)壁產(chǎn)生的魚(yú)鱗積屑瘤,將工件牙口部位增加一個(gè)支撐塊,支撐塊通過(guò)銷孔和固定支撐座進(jìn)行聯(lián)接,可以進(jìn)行開(kāi)合,這樣既不影響加工裝夾效率,同時(shí)也消除零件的振顫,從而消除零件內(nèi)壁的魚(yú)鱗和積屑瘤。檢驗(yàn)經(jīng)改進(jìn)后夾具加工出來(lái)的零件,尺寸2 個(gè)的尺寸公差得到了很好保證,內(nèi)孔的表面粗糙度達(dá)到圖樣要求,這樣不僅加工效率更高,刀具的使用壽命也更長(zhǎng)。

      6.結(jié)語(yǔ)

      通過(guò)對(duì)制動(dòng)器支架的試制和小批量生產(chǎn),摸索出了對(duì)加工框架類零件的加工方法,不僅滿足了用戶單位生產(chǎn)需要,保證了產(chǎn)品質(zhì)量,而且說(shuō)明高校金工實(shí)習(xí)基地技術(shù)人員具備較強(qiáng)外協(xié)產(chǎn)品配套加工能力。

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