大型錐孔加工工藝論文

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1大型薄壁錐孔測(cè)量工具的必要性及加工工藝的簡(jiǎn)介

對(duì)于大型薄壁錐孔測(cè)量工具加工工藝的主要內(nèi)容包括很多，首先主要是該大型錐孔測(cè)量裝置是GM200-180輥壓磨產(chǎn)品中輥套錐孔工裝，輥套活件比較大，內(nèi)錐孔大端直徑φ1400-1.5-1.56mm，孔的錐度1：30，孔深1800mm，而且精度要求高。如此大內(nèi)孔錐度及孔深，是前所未有，不僅測(cè)量方法及測(cè)量工具難以實(shí)現(xiàn)，更主要是測(cè)量工具的加工也存在較大困難。傳統(tǒng)的錐度測(cè)量方法和手段已滿足不了要求，針對(duì)這類大型活件，采用獨(dú)特的測(cè)量方法，通過測(cè)量測(cè)量尺到平尺的距離H來檢測(cè)錐度。中信重工的發(fā)展一年一個(gè)新臺(tái)階，大型成套項(xiàng)目越來越多，如此大的測(cè)量工具，要考慮到使用便捷，尺寸精度準(zhǔn)確，厚度兩面平行度0.02mm以內(nèi)，中間18±0.01mm槽、兩端圓弧對(duì)稱度0.02mm以內(nèi)等。

2大型錐孔測(cè)量裝置的特點(diǎn)

通過對(duì)大型錐孔測(cè)量裝置的分析可以看出，在本項(xiàng)目中的大型錐孔測(cè)量裝置是由六個(gè)不同測(cè)量位置的測(cè)量尺組成。其中零件1為測(cè)量尺1該錐度測(cè)量裝置有三個(gè)特征：第一，熱處理淬火HRC55-60；第二，測(cè)量尺窄長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)單薄，整體剛性差，制造過程中極易變形；第四，厚度兩面各有18個(gè)減重槽；第五，必須保證Φ1397.913mm圓弧與18±0.01mm槽的要求。基于以上特點(diǎn)，制造存在以下技術(shù)難點(diǎn)。

（1）測(cè)量尺結(jié)構(gòu)輕巧，要求使用方便對(duì)于大型錐孔測(cè)量裝置來說，它具有測(cè)量尺結(jié)構(gòu)輕巧的特點(diǎn)，而且使用起來非常方便。在一般的測(cè)量工具的使用過程中，會(huì)存在測(cè)量不方便的弊端，而且使用起來不是非常的方便。而該大型錐孔測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)就避免了這一缺點(diǎn)，而且使用起來效率非常高。這樣一來就大大提高了測(cè)量工作的效率，促進(jìn)了工程機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展。

（2）重量輕且剛性好，不能變形對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量裝置來說，比較笨重而且也非常容易變形。這樣就非常不利于測(cè)量工作的進(jìn)行，因?yàn)閷?duì)于測(cè)量工作來說，必須要保證測(cè)量工具的輕便與靈巧。只有這樣才可以在高難度的測(cè)量作業(yè)中實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量精準(zhǔn)度的要求，促進(jìn)測(cè)量工作的正常進(jìn)行。

（3）精度要求高，測(cè)量部位要有硬度，耐磨損對(duì)于簡(jiǎn)單的測(cè)量工具來說，必須要保證精度要求高，測(cè)量部位要有硬度，耐磨損的特點(diǎn)，機(jī)械制造與控制工程之間能夠在通過施加裝配約束以及裝配分析，可分析裝配體各零件之間的關(guān)系，同時(shí)通過隱藏（顯示）某些零件，進(jìn)而清晰地顯示出裝配體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)件可以使用運(yùn)動(dòng)仿真，通過施加約束以及驅(qū)動(dòng)從而保證運(yùn)動(dòng)的可靠性以及可行性。在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，由于國(guó)內(nèi)機(jī)械制造企業(yè)存在著一個(gè)普遍的問題，那就是在生產(chǎn)成本控制方面普遍面臨巨大壓力。所以如何在滿足外部需求的同時(shí)盡可能地控制并降低其內(nèi)部成本消耗，這已經(jīng)成為各企業(yè)共同關(guān)注與亟待解決的一個(gè)重要問題。同時(shí)也是我們必須要采取措施解決的問題。而此時(shí)，我們必須要對(duì)成本進(jìn)行合理有效地控制，使其發(fā)揮最大的效用。對(duì)車間資源配置進(jìn)行調(diào)整以實(shí)現(xiàn)總體成本優(yōu)化時(shí)，實(shí)現(xiàn)各種資源的優(yōu)化配置，同時(shí)考慮資源使用方式的多樣性，這樣就可以在很大程度上做到資本的節(jié)約。所以我們必須要利用控制工程來促進(jìn)資源的合理利用，一方面需要結(jié)合生產(chǎn)對(duì)各種資源配置方案的調(diào)整效果作出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，另一方面又需要提供有效的備選方案的優(yōu)化選擇，通過搜索比較，我們可以發(fā)現(xiàn)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)問題的快速求解。所以這樣可以更好地促進(jìn)機(jī)械制造的成本優(yōu)化。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)設(shè)備不斷涌現(xiàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)和工藝安排方面有了較快的發(fā)展，就目前市場(chǎng)的生產(chǎn)水平而言，大型企業(yè)資金雄厚，擁有先進(jìn)的技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，而中、小型企業(yè)在工藝安排和夾具設(shè)備方面相對(duì)較差，希望通過對(duì)零件的工藝和專用夾具的設(shè)計(jì)，解決中、小企業(yè)所存在的問題，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品精度，降低生產(chǎn)成本，只有這樣才可以更好的促進(jìn)測(cè)量工作的進(jìn)行。

3大型薄壁錐孔測(cè)量工具技術(shù)難點(diǎn)及工藝分析

3.1薄壁板加工變形和熱處理淬火變形問題

由于熱處理前加工18個(gè)減重槽過程中變形的不確定因素，內(nèi)應(yīng)力重新分布，加上熱處理整體淬火變形的因素，必然會(huì)加大鋼板厚度留量，鋼板越厚，變形相對(duì)越來越小。但是由于淬火硬度高，加工量大，會(huì)產(chǎn)生加工應(yīng)力造成二次變形，保證不了精加工精度。

3.2精加工工序安排及測(cè)量問題

厚度兩面的平面度和平行度是整個(gè)精加工的工藝基準(zhǔn)，這么單薄的零件要保證18±0.01mm槽的中心與Φ1397.913mm同心，且兩端加工成測(cè)量用的球形是無(wú)法保證，給加工和測(cè)量造成很大的困難。

4大型薄壁錐孔測(cè)量工具加工工藝實(shí)施方案

4.1材料的選擇方面

對(duì)于材料選擇來說，要選擇65Mn毛坯厚度20mm，65Mn是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，淬火硬度選擇HRC55以下范圍。只有在這個(gè)范圍內(nèi)才可以更好的促進(jìn)大型薄壁錐孔測(cè)量工具加工工藝的發(fā)展與進(jìn)行。

4.2主要的工藝流程

大型薄壁錐孔測(cè)量工具加工工藝流程：下料—退火校正—粗刨面外形—銑減重槽（TH56100）—校正—淬火—平磨（M7140）—時(shí)效校正—平磨（M7140）—時(shí)效—平磨—線切割（DK7663）18±0.01（單位mm）—檢查尺寸—鉗工修研—鏜銑床（TK6513）加工φ?qǐng)A弧—三坐標(biāo)檢查尺寸—鏜銑床（TK6513）加工R圓弧—鉗工修研。只有嚴(yán)格的遵循了這種工藝流程的設(shè)置，才可以更好的促進(jìn)測(cè)量工作的進(jìn)行。

5生產(chǎn)中存在問題及解決方案

5.1進(jìn)行火焰烤校平的工序操作

根據(jù)以往單件熱處理淬火后變形大，通常需要火焰烤校平。為了有效控制熱處理淬火變形，我們對(duì)六件尺寸不同的測(cè)量尺采用固定把合的辦法，將六件測(cè)量尺用連接工裝把合在一起，進(jìn)行淬火，經(jīng)熱處理打開后檢查變形在1mm左右。由于熱處理淬火后要進(jìn)行平磨工序加工厚度和寬度兩面，為了消除磨削產(chǎn)生的應(yīng)力變形，工藝設(shè)計(jì)方案確定了三次熱處理去應(yīng)力時(shí)效校平工序，在實(shí)施中每次時(shí)效-校平-平磨后，測(cè)量尺的平面度均能控制在工藝要求范圍內(nèi)，經(jīng)過最后一次時(shí)效—校平—平磨后，測(cè)量尺的平面度和平行度控制到了0.01～0.05mm范圍內(nèi)。

5.2進(jìn)行防變形工藝處理

在整個(gè)的加工過程中，18±0.01槽（在圖中表明）熱處理前沒有加工出來，是為了防止熱處理過程中變形。熱處理后由于硬度高，選擇線切割加工能有效減少變形，編程時(shí)18±0.01mm留研量0.01mm～0.015mm，鉗工修研18±0.01mm槽三個(gè)面，進(jìn)一步提高18±0.01mm槽的精度和表面粗糙度。

5.3注意設(shè)計(jì)找正胎具

設(shè)計(jì)找正定位胎具，如圖3所示，根據(jù)三面自動(dòng)定心原理，設(shè)計(jì)φ18±0.01mm定位芯軸，數(shù)控鏜銑床按φ300mm外圓找正中心0.01mm以內(nèi)，裝夾測(cè)量尺，18±0.01mm槽三面貼緊，兩端懸空部分用等高墊塊墊平，找正平磨及側(cè)面0.02mm以內(nèi)，壓住，用涂層棒銑刀加工Φ1397.913mm圓弧，保證與槽同心，保證與槽的地面9±0.01mm尺寸要求。六件測(cè)量尺依次用定位胎具定位、裝夾、找正、加工大圓弧-檢測(cè)測(cè)量-加工小圓弧，省時(shí)省力。

5.4進(jìn)行加工后的測(cè)量檢測(cè)

加工后的測(cè)量，由于Φ1397.913mm圓弧兩端是R5的圓弧，如果R5mm加工出來再檢測(cè)所需數(shù)據(jù)，會(huì)影響數(shù)據(jù)的精確度。所以加工完Φ1397.913mm圓弧，三坐標(biāo)進(jìn)行精密測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量實(shí)際尺寸，記錄下來作打印標(biāo)識(shí)，再用胎具定位用凹元弧刀具精加工R5mm圓弧，留1mm平面，修研圓弧，達(dá)到圖紙表面粗糙度要求。

6結(jié)束語(yǔ)

通過本文的研究可以看出，大型錐孔測(cè)量裝置經(jīng)過設(shè)計(jì)、工藝人員的多次研究，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤服務(wù)，積極處理問題，并設(shè)計(jì)了可行可靠的二次工裝，很好地保證了加工的順利進(jìn)行，保證了高精度的要求，并為以后的錐度測(cè)量工裝的加工工藝積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了大型錐孔測(cè)量裝置工藝的進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)了技藝的創(chuàng)新。

作者:田瑾王功軍溫濤單位:中信重工機(jī)械股份有限責(zé)任公司