1 問題的提出
圖1 所示為我公司開發和一種國外葉輪產品, 材質為不銹鋼, 毛坯為精密鑄造, 圖1 中的粗實線是需要機加工的部位。
在本產品的加工中, 最大的加工難點就是變形問題。由于葉輪是開式結構, 工件剛性差, 葉片厚度又太薄( 只有13.85±0.15) , 導致工件極易變形, 端面全跳動0.15 及相應的配合尺寸7.3+0.150 尺寸很難保證; 同時, 由于葉片數量是奇數( 5 片) , 不僅給定位夾緊及測量造成了一定的困難, 同時也使加工后的工件更易變形。
試切時, 我們采用的是客戶提供的工藝( 共5 道工序) :
( 1) 用軟爪夾毛坯小外圓, 靠C 毛坯面定位, 粗車大外圓;
( 2) 用軟爪夾粗車后大外圓, 靠D 毛坯面定位, 粗車C 面、小外圓及內孔;
( 3) 用軟爪夾粗車后大外圓, 靠C 面定位, 精車D 面及圓弧;
( 4) 用軟爪夾粗車后大外圓, 靠D 面定位, 精車C 面、小外圓及內孔;
( 5) 用軟爪夾小外圓, 靠C 面定位, 精車大外圓。但是, 按此工藝加工后, 尺寸7.3+0.150 尺寸保證不了, 超差嚴重。
2 原因分析
分析試加工過程, 我們認為, 第一道工序存在問題, 原因在于只粗車了大外圓, 沒有粗車D 面,也就是大外圓和D 毛坯面不垂直, 這樣在第二道工序靠D 面定位時, D 面是毛坯面, 與大外圓不垂直, 定位靠不實, 這是端面全跳動超差嚴重的主要原因。另外一個原因就是由于軟爪壁厚較薄, 夾具剛性不足, 且軟爪夾緊工件面積小, 造成夾緊力較小, 使工件加工時顫動。
3 加工工藝及夾具的改進
針對以上存在的問題, 我們對工藝進行了改進( 共4 道工序) :
( 1) 用軟爪夾!41.275- 0.10- 0.15 毛坯外圓,靠C 毛坯面定位, 粗車大外圓及D 面;
( 2) 用軟爪夾粗車后大外圓, 靠粗車后D 面定位, 粗車小外圓、內孔及C 面;
( 3) 用軟爪夾粗車后大外圓, 靠粗車后D 面定位, 精車小外圓、內孔及C 面;
( 4) 用軟爪夾精車后小外圓!53.975, 靠C 面定位, 精車大外圓、D 面及圓弧。
其中工序3 和工序4 在數控車床上加工。同時, 我們還改進了夾具, 增加了軟爪的壁厚及夾緊面積, 使軟爪增強了剛性, 大大減小了工件加工振動, 使加工質量有了進一步的保證, 加工尺寸可全部達到產品圖樣的精度要求, 滿足了客戶需求。
通過加工工藝和夾具的改進, 不僅使產品質量得到了保證, 同時由于夾具剛性提高和工件精確定位, 生產效率相應提高了1.5 倍, 大大降低了加工成本, 刀具成本也相應降低。
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