鑄造機(jī)活塞內(nèi)芯加工工藝改進(jìn)

山東渤海活塞股份有限公司 (256602)顧秀明 孫 宏

本公司在1996 年從國外引進(jìn)一種抽芯式活塞澆注設(shè)備，與該設(shè)備配套的活塞內(nèi)芯通常有五部分組成，即兩個(gè)小邊瓣、兩個(gè)大邊瓣和一個(gè)中芯部分。為使?jié)沧⒒钊鞅阌诔樾荆鞑糠纸Y(jié)合面均為復(fù)合面配合，這種分瓣式活塞內(nèi)芯是根據(jù)活塞型腔的特點(diǎn)決定的，各部分配合面加工比較繁瑣，內(nèi)芯生產(chǎn)周期較長。為了能更快、更好地滿足客戶需求，我們對(duì)這種內(nèi)芯的加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。

1.原加工工藝及存在的問題

引進(jìn)當(dāng)初，為了便于活塞內(nèi)芯的加工，采取了各部分獨(dú)立鍛造成形的方法。當(dāng)時(shí)受加工能力限制，通常在中芯的一端留有直徑50mm、長50mm 左右的工藝夾頭，原因是考慮到多道加工工序便于裝夾，尤其在加工各部分配合面時(shí)，更難以擺脫對(duì)工藝夾頭的依賴。圖1 所示是內(nèi)芯的截面示意，大、小邊瓣與中芯之間分別有防錯(cuò)槽與T 形鍵配合。圖2 所示是中芯半成品示意，工藝夾頭由矩形毛坯加工而成。原內(nèi)芯的加工工藝為:鍛造各部毛坯→熱處理→粗銑各部→車中芯工藝夾頭→精銑各部配合面→車內(nèi)芯外徑→加工中心加工外形→車去工藝夾頭。

圖1

圖2

隨著加工手段的改進(jìn)和熟練程度的提高，認(rèn)為原工藝存在如下問題:

(1)活塞內(nèi)芯工藝夾頭的存在浪費(fèi)了大量的模具材料，經(jīng)過鍛造的原材料費(fèi)用一般在40 元/kg 左右，內(nèi)芯工藝夾頭的毛坯重量按5kg 計(jì)算，每副內(nèi)芯僅材料費(fèi)用就可增加200 元。

(2)增加了多道工序，延長了內(nèi)芯的生產(chǎn)周期，提高了加工費(fèi)用，待內(nèi)芯加工基本完成后，還需把工藝夾頭去掉。

(3)內(nèi)芯定位基準(zhǔn)面A 是由車工工序加工，各邊瓣定位基準(zhǔn)面B 是由銑工工序加工完成，這樣容易造成兩基準(zhǔn)面不平行，影響內(nèi)芯的產(chǎn)品質(zhì)量。

(4)中芯工藝夾頭過早的存在，首先給內(nèi)芯定位矩形的加工帶來諸多不便，在銑、磨工序加工矩形各面時(shí)需對(duì)工藝夾頭保持良好的對(duì)稱，這無疑增加了加工難度。由于工藝夾頭直徑較小，在分度頭上加工矩形面極易顫抖或微動(dòng)，影響各面之間的平行與對(duì)稱，因剛性較差，受加工刀具直徑的限制且加工效率低下。

2.改進(jìn)后的內(nèi)芯加工工藝

圖3

首先從鍛造內(nèi)芯毛坯開始去掉工藝夾頭部分，經(jīng)過粗加工將中芯毛坯加工成如圖3 所示的半成品。銑工工序采用較大直徑的端銑刀對(duì)矩形各面依次加工(單面留0.2～0.3mm 磨量)，如圖4 所示。待內(nèi)芯定位矩形磨削完成后，用百分表找正上平面，在銑工工序一次將內(nèi)芯定位基準(zhǔn)面A 與大邊瓣定位基準(zhǔn)面B 加工至要求，這樣兩基準(zhǔn)面平行度可掌控在0.02mm 內(nèi)，達(dá)到圖樣設(shè)計(jì)要求。然后依據(jù)內(nèi)芯定位矩形尺寸精準(zhǔn)的特點(diǎn)，為內(nèi)芯制作了一種專用工裝，如圖5 所示，工裝的一端有20mm 深的矩形槽，四周裝有六顆M8 的調(diào)整螺釘，是用來微調(diào)內(nèi)芯矩形位置的;工裝的另一端為工藝夾頭，矩形槽與工藝夾頭的對(duì)稱性應(yīng)控制在0.02mm 內(nèi)。配戴工裝后的內(nèi)芯，加工時(shí)如發(fā)現(xiàn)內(nèi)芯與工裝不同軸，可依據(jù)百分表顯示稍微調(diào)整工裝上的調(diào)整螺釘即可。工裝的采用，克服了內(nèi)芯工藝夾頭帶來的負(fù)作用，同時(shí)又順利地解決了工序加工的裝夾問題，使困擾多年的加工難題得以圓滿解決。

圖4

圖5

3.結(jié)語

活塞內(nèi)芯加工工藝的改進(jìn)，消除了內(nèi)芯工藝夾頭過早出現(xiàn)給加工帶來的負(fù)影響，降低了內(nèi)芯模具的材料消耗，同時(shí)又提高了產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率，每副內(nèi)芯可縮短加工生產(chǎn)周期2～3 天。實(shí)踐證明，只要用心去做，堅(jiān)守持續(xù)改進(jìn)的信念，把復(fù)雜工作簡單化、把批量大、重復(fù)性強(qiáng)的工作效率化就有可能成為現(xiàn)實(shí)。