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        圓盤零件大孔加工難點怎么破

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        【摘要】:
        分析圓盤零件大孔的加工難點,設計制作專用夾具,優化加工工藝,可滿足大批量生產的要求?! ?.加工難點分析  圖1所示為某柴油機圓盤零件示意圖,年需求量35000件,材質為10鋼,料厚t=5mm,外形φ(219±0.1)mm,內孔φ135H7(-0.040)mm,成形高度(10.5±0.2)mm,斷面光亮帶達75%以上。因產品對尺寸、斷面質量要求較高,綜合考慮,采用落料→成形→精沖的工藝。經分析,該

        分析圓盤零件大孔的加工難點,設計制作專用夾具,優化加工工藝,可滿足大批量生產的要求。

          1. 加工難點分析

          圖1所示為某柴油機圓盤零件示意圖,年需求量35 000件,材質為10鋼,料厚t=5mm,外形φ(219 ±0.1)mm, 內孔φ135H7(-0.04 0)mm,成形高度(10.5±0.2)mm,斷面光亮帶達75%以上。因產品對尺寸、斷面質量要求較高,綜合考慮,采用落料→成形→精沖的工藝。經分析,該產品主要的加工難點是內孔φ135H7(-0.04 0)mm的尺寸難以保證,只能靠后續加工,原因為:①根據精沖技術規程VDI3345及Schmid資料,料厚t=5mm、內形尺寸φ135mm產品的公差應為IT8級,即63μm,而產品要求為40μm,遠小于可滿足的范圍。②孔φ135mm與腰圓孔間的壁厚為3.5mm,僅為料厚的70%,此處材料穩定性差,會影響內孔φ135mm尺寸。

          此產品批量大、精度要求高,考慮到經濟性及產品質量,采用精沖時留適量余量、后續數控車到尺寸的加工方法。

          2. 初始加工方案

          按照常規方法, 如圖2 所示,數控車時夾緊零件外圓。實際生產中發現,產品加工完從機床上取下后,內孔尺寸有變H( -化,且腰圓處尺寸與非腰圓處尺寸也不同,相差達0.03mm以上,難以滿足產品要求。分析后認為:

          夾緊產品外圓時會對產品施加徑向力,使產品發生徑向變形;腰圓處壁厚明顯薄于其他部位,在切削力的作用下會產生更大的變形。切削完成后及產品取出時外力消除,產生回彈,使內孔尺寸發生變化。針對以上特點,我們對裝夾方式作出了改進。

        圖2 常規裝夾示意圖

          3. 改進方案

          設計專用夾具如圖3所示,使用3個快速壓緊器壓緊零件端面,無徑向力且相對傳統壓塊壓緊操作方便、節省時間,易于控制夾緊力的大??;在零件腰圓中靠近內孔處設置6個定位釘和一個防轉釘,增加零件剛性,防止零件轉動。為保證批量生產時產品尺寸的穩定性,需校正夾具端面與機床主軸的垂直度0.02mm以內,定位釘側面與機床主軸的同軸度0.02mm以內,定位釘側面與產品配合間隙0~0.005mm。


        圖3 改進后的裝夾示意圖

          經批量生產驗證,產品內孔尺寸合格率可達100%,唯一不足的是校正夾具垂直度對操作工的技能要求很高,浪費了大量工時,有待進一步優化。

          4. 工藝優化

          將定位釘尺寸加大,留適量余量在夾具端面校正后數控車,直至與產品的配合滿足要求,這一方法減少了對定位釘的校正,且對定位釘位置、原始尺寸無太高要求,僅需每批更換定位釘即可。

          5. 結語

          經過一系列改進,圓滿解決了圓盤零件高精度內孔尺寸這一瓶頸問題,且滿足大批量生產的要求,同時為其他類似產品的制造提供了一種可行的思路。

         

        來源:《金屬加工(冷加工)》2015年第18期,作者單位:武漢華夏精沖技術有限公司

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