一种外加工顶杆的加工工艺的改进.doc

一种顶杆的加工工艺的改进山东康达集团有限公司 （龙口 265701）司德源 于晓妮河北建筑勘察设计院钻探机械厂 田炯顶杆是我公司与国外某公司合作生产产品的一个重要零部件，它直接影响产品的运转性能，且采购商要求加工能力指数CPK值大于1.33。因此，顶杆的加工就变得十分复杂。为了加工出合格的产品，需要设计出合理的加工工艺方法。1. 该顶杆的特点这种顶杆（详见附图一）材料为12CrNi2。由于是外加工件，根据验收协议，从图纸所标注的尺寸、形位公差到未注的倒角、粗糙度等都要求做全尺寸检验，这就导致加工难度的加大。在加工过程中，不但要注意保证尺寸达到要求，还要注意倒角等一些平时容易忽略的地方。尤其要注意一些加工精度要求高的地方，例如：肩胛面的平面度要求0.015mm；2.25+0.08 0mm孔底的平面度要求0.01mm；肩胛面与2.25+0.08 0孔底的平行度0.03等。所以，为保证该零件的加工尺寸及加工精度，必须采取一些是适当的措施，设计出合理的工艺方案。 图一2. 加工工艺的制定及改进在制定加工方案时，考虑加工时操作及刀具排列的难易程度，制定了加工方案一，具体方案如下：方案一：在数控车床上用圆料车出小头（3.1 0 -0.075mm）端并截断，然后用弹簧卡头夹持3.1 0 -0.075mm车另一端，送热处理，热处理后，对2.25+0.08 0mm孔底部进行研磨，以保证其平面度。即：车一端车另一端热处理研磨这种加工工艺方案，能基本保证所有加工尺寸及加工精度。但在试制过程中发现了问题，在对2.25+0.08 0mm孔底部进行研磨过程中，由于孔径小研磨棒会偶尔碰在2.25+0.08 0mm孔壁上，导致孔被破坏2.25+0.08 0mm孔径超差，对基准A的跳动0.1mm也有超差现象。鉴于方案一在试制时出现的问题，我们在此基础上制定了方案二，具体方案如下：方案二：用方案一的车床加工方法将零件车完后，在压力机上用挤压的加工方法对2.25+0.08 0mm孔底进行挤压。在挤压过程中，为保护肩胛面的平面度0.015mm，用3.1 0 -0.075mm轴的底部进行定位。即：车一端车另一端挤压热处理用这种加工工艺方案，解决了方案一中研2.25+0.08 0mm孔底带来的问题。但在对零件进行全尺寸检验时，发现由于挤压时采用3.1 0 -0.075mm轴的底部进行定位，挤压过程中定位面承压，使3.1 0 -0.075mm轴底部出现变形（鼓肚现象），从而使152超差；且肩胛面与2.25+0.08 0孔底的平行度0.03接近极限，无法谈及CPK值。由于前两种工艺方案的失败，我们又重新对图纸进行了工艺性分析，决定从减少装夹次数消除定位积累误差入手研究制定了第三套工艺方案：方案三：采取一次性装夹，先车出外形，然后在车床上用挤压棒对2.25+0.08 0mm孔底部进行挤压，再切断。加工方式如图二所示。即：车全部挤压去小凸起热处理本方案既保证了2.25+0.08 0mm孔底部的平面度，又不破坏3.1 0 -0.075mm轴及152这两个尺寸，采用此方案需要解决四个问题：1.加工需要安装七把刀，四工位刀台难以满足要求，需要多工位刀台；2.在挤压过程中为了不划伤挤压面机床主轴需要停止或极底的转速（大部分数控车床主轴停止时拖板无法动作）；3. 切断时在3.1 0 -0.075mm截断面上会留下小凸起；4.肩胛面加工属于反刀切削粗糙度难以保证。分析上述几个问题后，我们对方案三采取以下措施：1.采用济南一机床产CK6125D数控车床，刀具安装方式采用排刀排刀结构如图三所示；2.在挤压过程中主轴转速设定在510转之间；3.截断后在砂轮机上用手工方法磨掉小凸起；4.用截断刀先对肩胛面进行粗车，采用成型刀精车。经过加工试制，这种工艺方案能够保证加工要求，但由于手工磨小凸起时零件小难以把持劳动强度大，且磨痕大小不一，影响外观。对此我们对此方案作了改进：1.截断刀改成如图三截断刀所示所示结构，保证截断时小凸起最小；2.截断时在轴端部留有0.10.2的磨削余量，热处理后再用平面磨对3.1 0 -0.075mm轴端部进行磨削，磨削工装如图四所示。工艺流程变为：车全部挤压热处理磨凸起采用上述加工方案进行试制后，连续加工125件进行全尺寸检验完全满足了图纸的要求，进行CPK值计算基本接近1.6，满足过程能力指标要求。3. 总结加工精度高，形位公差严而又难以装夹的零件，尽量采用一次装夹，减少由于定位基准的转换带来的加工误差，利用机床精度来保证相互位置精度，这不但符合“基准统一”原则，保证加工要求，而且，减少了设计和制造夹具的时间和费用，减少生产在制。作者：司德源 身份证号码址：山东省