压缩机转子高效复合加工工艺- .pdf

T eL 翥 压缩机转子高效复合加工工艺 大连冷 冻机股份有 限公 司 辽宁1 1 6 0 3 3 侯宇宙 复合加T是指在一台加工设备上能够完成不同 1 二 序或者不 同工艺方法的加工技术的总称 是 以工 序集中原则 为基础 以机 械加工工 艺为 主的复合 而车铣复合加工是 近年来该领域发展最为迅速的加 工方式之一 目前 制冷企业螺杆压缩机转子 见图 1 的加 工多采用传统工艺方法 而多品种小批量的生产方 式及复杂的工艺过程 使多数制冷企业普遍存在制 造周期长 材料切除量大 加工效率低以及 加工变 形严重等瓶颈 为 了提高 转子加工 的效率 和精度 工艺人员一直在寻求更为高效精密的加工工艺方法 车铣复合加 技术及设备 的出现为提 高转子 的加工 精度和效率提供了一种有效的解决方案 图 1 压缩机转子 维模型 1 转子传统加工工艺分析 转子加工部位 是各 轴径 转子螺旋齿槽 螺纹 及键槽 工艺路线 铸造一 热处理一 划线一 加工顶 尖孑 L 一粗车轴径一铣削螺杆铣 床用安装 凸肩一铣削 转子齿槽一精车轴径及 螺纹一磨 削轴径一动平衡一 铣键槽 转子整个加工过程需要 l 道工序 涉及设 备有车床 普通铣 床 磨 床 螺杆专用铣 床等 工 序非常分散 由此带来以下弊端 工件在各工序之 间转运频繁 增加占地面积 增加工件装夹次数 降 低加工质量 增加工装的使用数量 提高生产成本 以转子齿槽 型线加工为例 目前 国内几乎所 有制冷企业都采用专用铣床成形铣削的方式 如图 2 所示 这种加工方法存在以下弊端 1 机床精度低 造成转子型线部分加工误差 3 8 参 蔼 工 无法保证设计要求 栏目 主 持 赵 宇龙 图2 螺杆铣床加工转子齿槽 2 刀具采用靠模 法磨刀 由于磨刀样板的制 作误差以及操作者磨刀 时手工操作的误差 造成 成 形铣刀型线部分不可避免的误差 3 刀具采用专用成形盘铣刀 转子型线不 同 相应的刀具也不同 增加了刀具制作成本 4 需要制作夹头 托架 压板等工装 增 加 了工装制作成本 5 需要在转子轴端加工工 艺安装凸肩 增 加 了铣凸肩 工序 并增加 了转运 装 夹等辅助 时间 使加工效率降低 6 加工过程 中如果 刀具磨损 需 重新磨 刀 增加刀具反复拆卸安装及等待时间 降低生产效率 2 利用车铣 复合技术加工转子 工艺路线 铸造一热处理一 车铣 中心加工顶尖 孔 轴径 齿槽 螺纹一磨 削轴径一 动平 衡一铣 键 槽 加工设备 采用奥地利 WF L五轴车铣 复合加工 中心 M 4 0 该车铣 中心可 以加工直线 斜线 圆弧 公 英螺纹 直 锥 螺纹 平 面螺 纹及 多头 螺纹 铣直 斜面 铣螺旋槽 铣螺纹以及钻直 斜孔等 具有车 镗 铣及钻等功能 工艺分析 利用设 备强大 的车 铣 钻 镗等 功能 将传统工艺 中划线 加工顶尖孔 粗车轴径 回转顶尖磨削工艺的改进 中国工程物理研究院 四川绵阳6 2 1 7 0 0 董华超 哈尔滨焊接研究所 黑龙江1 5 0 0 8 0 牛立萍 机床回转顶尖主要是用于车床上加工轴类零件 借助中心孔定位 使工件得到很高 的尺 寸精度 因 为使用较为频繁 加工中刀具划伤顶尖 6 0 锥面尖 部断裂 表面磨损影 响使用甚至报废 都会给造成 经济损失 但是 只要顶尖 内的轴承不坏 就可以 在外圆磨床上把 6 0 锥面修磨好 使 回转顶尖继续正 常使用 采用常规方法装夹 因加工基 准与顶尖的工作 基准不重合 加工 出来 的顶尖精度 比较低 经过 多 次试验总结 在顶 尖装夹 回转顶尖旋转方式 辅 助装置等方面采取一定措施 加工 出合格的产品 1 回转顶尖 的结构及特 点 机床回转顶尖 由若干零件组合成 的一种可转 动 的结构 如 图 1所示 顶 尖插接 在顶 尖主体 之 中 在顶尖与顶尖主体的结合 部位装 有轴 承滚针 推力 轴承和轴承 以解决机床 回转顶 尖在工作 中产 生的 由于各零件的加工面在制造 中遗 留下一定程度 的误差 同轴度误差 圆度偏差 因此 回转顶尖在 装配后 外壳锥柄的中心轴线与顶尖 的中心轴线不 重合 也就是两者存在组合误 差 以及滚动轴承磨 损后 也会使顶尖产生径向摆动 从而降低加工精 度 因此修磨顶尖必须考 虑这些 因素的存在 一般 顶尖 精度 在 0 0 1 m m 高精度顶 尖精 度在 0 0 0 4 0 O 0 8 mm 图1 回转顶尖 2 改进前的加工工艺及 问题分析 笔者使用 MG1 4 3 2 C外 圆磨床磨 削此 回转顶尖 向心力和轴向力的问题 把回转顶尖 的莫 氏锥柄插入磨 床头架 主轴锥 孔 内 铣削转子齿槽 精车轴径及螺纹等工序集 中在 车铣 加工中心加工 同时取消 了转子齿形专用铣床 安装 用凸肩 的铣削加工工序 由传统工艺 中的 1 1道工序 缩减为 6道工序 工序的集 中化程度更高 由此带 来 了以下优点 1 减少 了转子工序问转运 造成的浪费 缩短 加工周期 2 一次装夹完成大部分加 工工序 大大缩短 产品制造工艺链 这样一方面减 少了由于装夹 改变 导致的生产辅 助时间 同时也减少 了工装夹具制造 周期和等待时间 能够显著提高生产效率 3 装夹次数的减少 避免了由于定位基准转 化而导致的误差积累 从而提高产品的加工精度 4 由于制造工艺链 的缩短和产品所需设 备的 减少 以及工装夹具数量 车间 占地面积和设备维 护费用的减少 能够有效降低总体 固定资产的投资 生产运作和管理的成本 5 转子齿形部分 的加工采用标准刀具 减少 了专用成形铣 刀设计及制造费用 同时也减少了刀 具安装 拆卸及刃磨等辅助时间 3 结语 车铣复合技术 的应用可使转子的加工效率提高 3 0 左右 生产成本 降低 2 0 左右 高效的车铣复 合技术用于制冷压缩 机转子 的加工 已经成 为趋势 工艺的变革提升 了企业的核心竞争力 同时也对人 才提出了更高的要求 转子的三维建模 N C程序的 编制及整合 运动路线仿