尹霞，陳春

(1.湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系，湖南株洲412011;2.南方航空動(dòng)力機(jī)械公司技術(shù)工程部，湖南株洲412000)

由于某公司的各種泵件及來圖加工零件具有多樣性，經(jīng)常要加工外形不規(guī)則零件及偏心零件，而這類零件裝夾和加工都比較困難，加工質(zhì)量不易保證，生產(chǎn)效率也比較低。作者在保證經(jīng)濟(jì)效益的前提下，考慮自制工夾設(shè)備進(jìn)行制造。

1 待加工零件的要求

SWAGES 型鉆項(xiàng)目零件的偏心管零件，該零件的內(nèi)孔屬深孔，質(zhì)量要求嚴(yán)格，尺寸精度高。

圖1 下偏心管

圖2 上偏心管

2 加工要求

(1)企業(yè)加工要求:加工零件的內(nèi)孔達(dá)到圖紙質(zhì)量要求，加工精度的合格率達(dá)到99.8%。

(2)企業(yè)的加工生產(chǎn)效率提高2 ～7 倍;

3 采用兩種加工方法進(jìn)行對(duì)比，優(yōu)化加工工藝

3.1 采用普通車床加工制造

(1)根據(jù)加工要求，課題組改進(jìn)了加工刀具刀桿的結(jié)構(gòu)，將刀桿做成臺(tái)階式，這樣提高了刀桿的剛性，刀桿材料采用40Cr，經(jīng)過熱處理調(diào)質(zhì)達(dá)到HRC35 ～38，這樣可以減少刀桿在加工過程中震動(dòng)和發(fā)彈，見圖3。

圖3 改進(jìn)后的刀桿圖

(2)選擇合適的切削刀具和參數(shù)。最初加工時(shí)采用在普通鏜刀桿上裝焊接式車刀，作者通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):刀具在加工過程中磨損后，操作者需將刀具退出加工孔后，再重新修磨，重新試切對(duì)刀。這樣將導(dǎo)致加工孔的尺寸精度極不穩(wěn)定，而且刀具的修磨與操作者磨刀水平有關(guān)，因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)孔尺寸超差、表面粗糙度達(dá)不到加工要求的現(xiàn)象，廢品率達(dá)到4%以上。后來通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):采用機(jī)夾式車刀加工質(zhì)量可以大幅提高。經(jīng)試驗(yàn)確定選擇株洲鉆石切削刀具有限公司的YBC251 P10-P30 刀片。切削刀具在加工過程中磨損后，操作者只需要將刀具退出加工孔后換一個(gè)切削刃或刀片，不需重新試切對(duì)刀。

切削加工參數(shù):對(duì)于長徑比小于6 的孔，轉(zhuǎn)速132 ～178 r/min，進(jìn)給0.38 mm/r;對(duì)于長徑比大于6的孔，轉(zhuǎn)速43 r/min，進(jìn)給0.11 mm/r。

(3)改善加工工藝。分為粗車、半精車、精車3次加工。半精車后留0.5 mm 左右余量給精車。

(4)采取以上措施后，課題組發(fā)現(xiàn)加工零件內(nèi)孔完全達(dá)到企業(yè)圖紙質(zhì)量要求，內(nèi)孔加工的合格率達(dá)到100%。但是課題組同時(shí)也發(fā)現(xiàn)上述方法生產(chǎn)效率較低，長徑比小于6 的孔每班師傅可加工9 ～10 件，然而長徑比大于6 的孔每班師傅只能加工2 ～3 件。雖然加工質(zhì)量達(dá)到要求，但仍不能滿足客戶在批量訂單上交付節(jié)點(diǎn)的要求，這就需要工藝制定者采取更高效的工藝方法。

3.2 采用深孔鏜床進(jìn)行加工制造

針對(duì)上述車床加工的工藝缺陷，課題組決定嘗試采取深孔鏜削的工藝方案。

(1)改造加工機(jī)床。根據(jù)深孔鉆床的加工原理，作者將一臺(tái)舊車床在短時(shí)間內(nèi)改造成一臺(tái)簡易深孔鏜床，見圖4。

圖4 深孔鏜床

(2)制作專用深孔加工刀具。刀具導(dǎo)向采用鑲硬質(zhì)合金導(dǎo)向，選用山特維克SCMT120408-PM4225四切削角刀片。切削參數(shù)為:主軸轉(zhuǎn)速為230 ～290 r/min，進(jìn)給量為50 ～65 mm/min，內(nèi)孔切削一刀加工完成，清理切屑，保證芯棒自由通過。

(3)提高加工效率。因?yàn)檫@種來圖加工的產(chǎn)品為系列產(chǎn)品，可以根據(jù)加工零件長度，最終確定零件內(nèi)孔的加工時(shí)間為10 ～15 min(含加工零件的裝卸時(shí)間)，這樣車間平均每班可加工35 件左右，這樣將大幅度提高加工效率。

(4)拓展制作反拉深孔鏜刀。加工這種帶有臺(tái)階孔的上偏心管時(shí)，作者在刀體上裝有可拆卸的刀座，切削完成后停機(jī)，將刀具前送，直到刀座露出零件左端，卸下刀座，將刀體推出零件。此外在刀座兩端各裝有一個(gè)刀片，兩刀片前后錯(cuò)開0.5 mm 左右，這樣在分別進(jìn)行粗鏜和精鏜加工時(shí)，可以同時(shí)利用切削刃的切削角度將臺(tái)階孔末端焊接坡口一次加工完成，達(dá)到加工精度要求。反拉鏜刀見圖5。

圖5 反拉鏜刀

(5)切削刀具的問題。深孔鏜削同時(shí)也存在更換刀具、鏜桿、鏜套等附件需要一定時(shí)間的缺點(diǎn)。而這種來圖加工的項(xiàng)目，其產(chǎn)品品種非常多，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，工藝組根據(jù)近期訂單需交付的實(shí)際情況，采用深孔鏜削和普通車床切削混合加工的生產(chǎn)方式，即將近期內(nèi)來圖加工的產(chǎn)品中孔徑尺寸相同、加工精度較高、訂單批量較大的項(xiàng)目安排統(tǒng)一進(jìn)行深孔鏜削加工，其余來圖加工產(chǎn)品均采用普車加工的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

實(shí)踐證實(shí)了在這種加工方式下，車間的生產(chǎn)效率較高，長徑比小于6 的孔每班師傅可加工30 ～35 件(見圖6)，長徑比大于6 的孔每班師傅也可加工30件，車間平均每班均可加工到35 件左右，這樣不但加工質(zhì)量達(dá)到要求，而且能滿足客戶批量訂單交付節(jié)點(diǎn)的要求，這就是需要的高效的加工工藝方法。

圖6 加工后的產(chǎn)品

4 實(shí)施效果

(1)加工零件內(nèi)孔達(dá)到企業(yè)圖紙質(zhì)量要求，內(nèi)孔加工的合格率達(dá)到99.9%以上;

(2)校辦車間生產(chǎn)效率提高2 ～7 倍，教師的生產(chǎn)能力大幅提高;

(3)產(chǎn)品準(zhǔn)時(shí)交付由40%提高到100%，增強(qiáng)企業(yè)的信心，為校辦企業(yè)爭取更多的外來加工訂單打下基礎(chǔ)。

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