批量生產異形件

一往冇前

近年來，隨著工業的發展，機械自動化程度不斷在提高，標準件大批量生產都有想配套的設備和較為成熟的工藝，相對的非標異型件對單件和小批量生產還是可以采用四爪卡盤進行裝夾，但車削加工有一定難度。實際生產中如果遇上大批量生產的零件，則需要采取一些相應的技術措施，如設計專用夾具、改進刀具和加工方法等解決生產中遇到的問題，使其在批量生產中發揮最大的作用。

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一、異形件工藝分析
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異形件如圖1所示，材料選擇為黃銅（HMn58－2），中批量生產。工序主要在車床加工，要求有：φ23.5mm內孔，倒角C2，總長223.5±0.5mm，并保證φ23.5mm的內孔與φ40的孔同軸度0.25。其余表面均在上道序加工完畢，總長有4mm余量。先使用的設備為CA6140普通車床。

圖1 異形件圖

二、車床專用夾具使用分析
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圖2 夾具體

在CA6140普通車床上加工，利用專用夾具（如圖2所示）進行裝夾以提高效率。加工工序是夾具板安裝在四爪卡盤上，并校正，然后將工件大面貼在夾具板上，然后分別用兩組M12螺栓和M12的螺母通過工件上φ12.5的孔，將工件連接并夾緊在夾具板上。其加工走刀路線如圖3所示。

圖3 加工走刀路線圖

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三、存在問題分析
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在產品改進前按照上訴方案加工，經批量加工后發現兩個問題：

（1）φ23.5mm的內孔與φ40的孔同軸度無法保證。這里所使用的夾具形狀為板快狀，安裝時將工件的大側面帖在夾具板上，下側面有兩顆M6的螺栓定位，左側面有一顆M6螺釘定位。從定位原理上分析，這套夾具構成六點定位原理，限制工件的六個自由度。先分析工件在夾具中的定位誤差，由圖一可知，φ23.5的內孔的工藝基準為φ40的外圓，因此定位中就產生了基準不重合誤差，如圖4所示。

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圖4 定位誤差分析

以大側面定位時，夾具的定位基準在大側面上，與φ40的外圓的軸心線存在尺寸公差問題，△d1＝（12.15－11.85）／2＝0.15mm，同理，以下側面定位過程中也存在著同樣的問題，△d2＝（90.2－89.8）／2＝0.2mm，T1和T2將會被代入本工序中來。

根據定位誤差的使用要求，一般的有公式：△d≤（1／5～1／3）*T （T為工序公差）就是同軸度0．25mm，則△d≤（1／5～1／3）*0．25＝0.05mm～0.083mm，也就是說△d最大只能在0.083mm，而本列中僅△d1＝0.15mm這一項就大大超過使用要求，并且在沒有分析夾具安裝誤差、夾具的對定誤差、加工過程誤差，所以說在加工過成中同軸度要求將無法批量保證。

（2）加工效率較低，零件車加工時，端面車兩刀至尺寸用時25s，因內孔尺寸公差較大，有0.16mm，可以用φ23．5的鉆頭一次打出，用時20s。倒角C2，用時8s。工件采用兩顆M12的螺栓手工連接并緊固，用時較長50s，那么單件總用時1分43秒，可以說裝夾時間占加工用時一半時間，而且勞動強度大，故加工效率低，每班只能生產200件左右。

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四、設備、夾具的工藝改進
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以上兩個問題有一個共同點，都與夾具的設計結構有關，因工件在夾具中的定位誤差超差造成同軸度不能批量保證，因夾緊采用手工螺旋夾緊而用時較長，造成加工效率低。為了解決上訴兩個問題，需要對夾具的結構進行改造，并采用了一套新的加工方案，如圖5所示。

夾具方面采用了長卡爪直接夾在工件φ40的外圓上，又采用了液壓卡盤，實現自動夾緊、松開。設備方面更換成CK6140型數控車床。

圖5 夾具改進圖

較之普通車床，采用數控車床有以下的優點：

（1）加工對象的適應性強；

（2）加工精度高；

（3）生產效率高，勞動強度低；

（4）自動化程度高；

（5）良好的經濟效益；

（6）有利于生產管理的現代化；

（7）完全適應中小批量加工。

改進后，因長卡爪直接夾在工件的外圓上，定位基準和工藝基準重合，那么基準不重合誤差為零，所以同軸度可以批量保證。

數控車床搭配液壓卡盤使裝夾實現全自動化，也使之減小了裝夾時間，由原來的50S減少到15S。

這里要注意的是，鉆頭也可以裝夾在刀架上，給鉆頭做一個夾具（如圖6所示），加工過程中刀架自動走刀。走刀時間由原來的53s減少到40s，這樣加起來也就55s，單件加工比原來減少到47s，約一倍時間。至此，每班生產件數有原來的200件提高到350件左右，這樣使上文的兩個問題都能得到解決。

圖6 鉆頭夾具

在數控車上進行上述零件的加工，不僅自動化程度更高，而且夾具的作用也得到更加充分的發揮。對于加工復雜的異形零件，所采用的夾具和加工方案，也都是在加工過程中不斷摸索。

大陸架

改進方案不錯。

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% _4 p! O0 u" E0 y7 v! E說實話，我太看得懂。做工裝的話，最起碼要解決定位的問題，那就需要加工扁的一端，既然要加工，不如先把車序做了，拿去線切割。缺點就是比較廢料。樓主設計了車序的工裝，前期外型打算怎么加工？是要加熱上磨具沖壓出來嗎？考慮到材料是HMn58-2有良好的的熱壓力加工性，加上D40棒料截面積1256，需要的扁方截面積1080，所以外形應該是磨具沖壓成型，如果是這樣就可以理解為什么要把車序放到后面加工。但是始終無法解決定位精度的問題，倒不如用D42的棒料，鉆孔時留出對角的兩個，預鉆后用銑刀再踩一下，保證后序用孔定位的精度，車序時內外都車，也可以保證同軸度。