1.產(chǎn)品特性

隨著某型系列軍用彈射救生座椅從試制、定型到批產(chǎn)，以及后續(xù)大量各種改進(jìn)型號(hào)的產(chǎn)生，某滑閥殼體作為該型座椅重要通用配套火工動(dòng)力機(jī)構(gòu)大件，其批量從幾件、十幾件到幾十件、幾百件，批量和節(jié)點(diǎn)的高要求對(duì)工藝方案的質(zhì)量穩(wěn)定性提出新的挑戰(zhàn)。零件毛坯與模型如圖1所示。

零件材料為30CrMnSiA優(yōu)質(zhì)合金鋼的模鍛毛坯件，具有粘度較高的模鍛特性，熱處理抗拉強(qiáng)度σb＝（1 175±100）MPa，硬度高，材料的加工性能差，現(xiàn)場(chǎng)加工刀具切削磨損較快。零件結(jié)構(gòu)為“回轉(zhuǎn)體+組合體”，夾持定位難度較大。

圖1

2.加工工序

滑閥殼體零件工藝路線長(zhǎng)，共125道工序、92個(gè)設(shè)計(jì)尺寸，一般工序均為粗加工或制單一型面，而數(shù)銑工序主要加工58個(gè)裝配關(guān)系高精度尺寸，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換頻繁，各種工裝夾具刀具用量較大。無(wú)論第一階段試制期，還是第二階段定型期，均需5個(gè)工步裝夾加工，如表1所示。

1.保持正常心態(tài)，不要盲目苛責(zé)求全。尺有所短寸有所長(zhǎng)，人也是如此，古代圣賢也常說(shuō)人無(wú)完人，對(duì)于學(xué)校的廣大教職員工也是如此。學(xué)校的廣大教職員工，有自己的性格特點(diǎn)，當(dāng)然也有自己的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，也有自己的一些不足，對(duì)此要科學(xué)地面對(duì)，要保持正常的心態(tài)，不盲目苛責(zé)求全，而是要結(jié)合崗位需求來(lái)合理安排。所以，對(duì)于學(xué)校的教師要結(jié)合其性格特點(diǎn)和工作能力，進(jìn)行科學(xué)的分析，努力安排最適合教師的崗位，這樣才能夠把教師的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揚(yáng)光大，揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高教師的工作積極性，也能夠獲取教師的職業(yè)幸福感。

3.存在的問(wèn)題

這種“五工步”加工工藝方式運(yùn)行了多年，其中有一些定位方式的演變，但在定位可靠性、操作簡(jiǎn)便性上都不能很好地滿(mǎn)足操作者和管理計(jì)劃的要求，存在以下問(wèn)題：①加工時(shí)間長(zhǎng)。單件總耗時(shí)＝單件耗時(shí)＋工步準(zhǔn)備耗時(shí)＋單件準(zhǔn)備耗時(shí)＝6.3＋1.5＋0.5＝8.3（h）。②該零件為大型件，每批次生產(chǎn)都要占用5臺(tái)重切削三軸加工中心，約10多天時(shí)間。③不僅生產(chǎn)周期長(zhǎng)，在多次裝夾、基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，還有質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，其中“4＋0.030 －0.050mm超差”和“3－0.030 －0.100mm超差”頻次占不合格品比例達(dá)80%，如圖2所示。

表1 滑閥殼體數(shù)銑75工序加工說(shuō)明

步驟 加工內(nèi)容和方法 操作步驟 動(dòng)作頻數(shù) 裝夾情況第一步 分度卡盤(pán)夾持外圓φ55－0－0.02mm，加工上部外形拆卸零件→清理零件→清理夾具→夾持零件→調(diào)整零件→緊固零件→起動(dòng)機(jī)床加工7第二步拼裝V形塊定位外圓φ55－0 －0.02mm，每件找正水平，加工兩側(cè)和上面外形，保證槽深4＋0.03 －0.05mm、（152±0.1）mm等尺寸拆卸零件→清理零件→清理夾具→端定位→預(yù)壓零件→上百分表→調(diào)頂持器→找正水平→緊頂持器→緊固零件→卸百分表→起動(dòng)機(jī)床加工12第三步拼裝V形塊定位外圓φ55－0 －0.02mm，加工背面及耳片外形，保證槽深3－0.03 －0.1mm等尺寸拆卸零件→清理零件→清理夾具→端定位→預(yù)壓零件→上百分表→調(diào)頂持器→找正水平→緊頂持器→緊固零件→卸百分表→起動(dòng)機(jī)床加工12第四步 拼裝內(nèi)孔φ34+0.05+0mm定位，加工一側(cè)槽深，保證相關(guān)尺寸拆卸零件→清理零件→清理夾具→夾持零件→調(diào)整零件→緊固零件→起動(dòng)機(jī)床加工7第五步 拼裝內(nèi)孔φ34+0.05+0mm定位，加工另一側(cè)槽深，保證尺寸拆卸零件→清理零件→清理夾具→夾持零件→調(diào)整零件→緊固零件→起動(dòng)機(jī)床加工7

4.提出對(duì)策

針對(duì)此現(xiàn)象，從操作過(guò)程、工藝方法等方面入手分析，確認(rèn)多次裝夾造成基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，以及誤差積累對(duì)該尺寸產(chǎn)生決定性影響。

經(jīng)分析，確認(rèn)此零件是由回轉(zhuǎn)主體與其他幾個(gè)結(jié)構(gòu)體組合而成的“回轉(zhuǎn)組合體”，可以采用立式A軸（見(jiàn)圖3）方式對(duì)第2～第5工步進(jìn)行一次裝夾，單個(gè)形面定角度加工，各個(gè)形面翻轉(zhuǎn)至相應(yīng)角度切削完成。

考慮到零件材質(zhì)硬度高，模鍛形成的韌性較好，必須制作結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、強(qiáng)度好的夾具。依據(jù)工藝規(guī)程的技術(shù)要求，選擇內(nèi)孔φ45.5+0.068 +0.030m m為主定位，內(nèi)孔φ34+0.05 +0mm為輔定位，確定了基準(zhǔn)，構(gòu)思設(shè)計(jì)了一組專(zhuān)用夾具；同時(shí)，由于A軸機(jī)構(gòu)的剛性、驅(qū)動(dòng)功率和穩(wěn)定性不如機(jī)床直線軸，因此在夾持柄部制作圓周均布3mm×25mm平面，形成三面柱體，用于三爪自定心卡盤(pán)三爪夾持，以保持A軸扭矩真實(shí)傳遞，如圖4所示。

5.制作專(zhuān)用夾具并試加工

圖2 零件問(wèn)題部位

圖3 立式A軸機(jī)床原理

圖4 夾具設(shè)計(jì)原理與模型

依據(jù)工藝規(guī)程的技術(shù)規(guī)范確定了基準(zhǔn)，針對(duì)零件獨(dú)特的特征制作結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、強(qiáng)度好的夾具。這組專(zhuān)用夾具，行家看來(lái)有過(guò)定位的嫌疑。但是，由于孔φ34+0.05 +0m m的定位銷(xiāo)是扁菱形的，與φ45.5+0.068 +0.030mm主定位心軸中心軸線呈垂直狀，控制零件旋轉(zhuǎn)，傳遞反切削扭矩，使零件與夾具合為一體?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了零件試裝，如圖5所示。

監(jiān)督范圍不夠明確。就農(nóng)商行而言，既有紀(jì)委監(jiān)督，又有監(jiān)事會(huì)的監(jiān)督，那么二者之間的職責(zé)定位是什么，如何規(guī)避重復(fù)監(jiān)督，制度上沒(méi)有明確。而站在提升監(jiān)督效率、避免出現(xiàn)重復(fù)監(jiān)督或監(jiān)督“真空”的角度，顯然要予以明確或建立協(xié)調(diào)機(jī)制；職責(zé)范圍內(nèi)，哪些應(yīng)實(shí)行全程監(jiān)督，哪些可采取事后監(jiān)督方式，單純從效率和競(jìng)爭(zhēng)的需要來(lái)講，也應(yīng)進(jìn)行制度安排；只有這樣，紀(jì)檢監(jiān)督才更加科學(xué)、合理、有效。

經(jīng)試裝，確認(rèn)基準(zhǔn)選擇合理，在定位可靠的前提下最大限度縮短定位心軸長(zhǎng)度，一般為定位孔長(zhǎng)度的1/2～2/3。零件裝卸方便，手工操作便捷，可以確保工藝精度，大幅減少夾具懸空長(zhǎng)度和質(zhì)量。

選擇剛性較好的設(shè)備C F V 1 0 5 0 A，夾持有均布3mm×25mm平面的柄部三面柱體，以傳遞A軸切削扭矩，心軸跳動(dòng)0.01mm。

本次建模相對(duì)于以往的模型來(lái)說(shuō)，對(duì)技術(shù)的要求較高。例如，在展示盒的制作過(guò)程中要準(zhǔn)確的裁割玻璃，不能出現(xiàn)絲毫差錯(cuò)，否則整塊玻璃將無(wú)法使用，從而造成浪費(fèi)，增加制作成本；在制作玻璃底座時(shí)要求精確的計(jì)算玻璃的大小以及鑲嵌玻璃的卡槽的寬度、深度，其次在頂部還要留有旋轉(zhuǎn)雙螺旋結(jié)構(gòu)所用旋鈕的位置。在此過(guò)程中對(duì)制作者的技術(shù)、耐力、細(xì)心程度要求較高，制作者要具備較強(qiáng)的技藝能力，才能保證作品的成功率和美觀性。

在機(jī)調(diào)試首件的過(guò)程中，切削至端部槽型腔形面時(shí)不太穩(wěn)定，加工尺寸4＋0.03 －0.05mm等有偏移現(xiàn)象，如圖6所示。這里產(chǎn)生了新的問(wèn)題，于是暫停試切加工。

其實(shí)只是因?yàn)槟喟拖矚g這個(gè)男人而已，他說(shuō)什么自然再不能構(gòu)成不喜歡的因素，而萬(wàn)一說(shuō)對(duì)路了，那就更加喜歡。此時(shí)如果左小龍說(shuō)出一句，我想干你爸爸，也絲毫不能影響泥巴的喜歡。這就是品牌忠誠(chéng)度。

現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)零件有受力旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象，分析有以下原因：①A軸三爪自定心卡盤(pán)夾持心軸力度已達(dá)上限，再無(wú)上緊可能。②零件材質(zhì)較硬，模鍛材料較粘，切削力較大。③形面端部遠(yuǎn)端距心軸軸線較遠(yuǎn)，力臂長(zhǎng)，力矩必然更大。④三爪自定心卡盤(pán)夾持的均布3mm×25mm平面在此情況下，不能滿(mǎn)足抵抗切削扭矩的需要，有打滑跡象，如圖7所示。

6.改進(jìn)夾具機(jī)構(gòu)

首先，零件形態(tài)不可變，力臂不可變，減小切削深度是降低切削力的必要條件，同時(shí)提高切削線速度、進(jìn)給速度以保證加工效率。

接著，圍繞夾具緊固力不匹配的問(wèn)題，觀察夾具和A軸卡盤(pán)，決定利用三爪自定心卡盤(pán)的固定力，在夾具端部的定位板背面制作一組可調(diào)式緊固結(jié)構(gòu)，在三爪自定心卡盤(pán)夾持心軸柄部的同時(shí)夾定三爪側(cè)面，進(jìn)一步增強(qiáng)夾具與A軸的連接剛性，如圖8所示。

夾具重新上機(jī)，仔細(xì)調(diào)整心軸與三爪自定心卡盤(pán)配合精度，緊固穩(wěn)定后，進(jìn)行首件調(diào)試。夾具緊固穩(wěn)定，零件定位可靠，加工中無(wú)受力振動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，刀具切削順暢，裝夾拆卸方便，可以進(jìn)行批量生產(chǎn)。

這里有一個(gè)要點(diǎn)是老生常談的問(wèn)題，就是切削三要素的選擇不僅取決于零件形狀、材質(zhì)，更與夾具結(jié)構(gòu)剛性有著非常密切的相關(guān)性，應(yīng)在加工質(zhì)量和切削效率上取得平衡。

圖5 夾具與零件裝配

圖6 端部加工區(qū)

圖7 加工中擺動(dòng)示意

圖8 夾具緊固安裝

7.批量試生產(chǎn)

操作者嚴(yán)格按照調(diào)試中摸索出來(lái)的完善的加工方法，精心操作，對(duì)每件產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量。每加工5件，就對(duì)工裝夾具的狀態(tài)如心軸跳動(dòng)、A軸的夾緊力和零件的定位等進(jìn)行檢查確認(rèn)，未發(fā)現(xiàn)異常情況。本批次生產(chǎn)完工，零件無(wú)任何超差現(xiàn)象發(fā)生，四個(gè)形面的工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一，零件批產(chǎn)合格率100%。

完成帶通與低通獨(dú)立模塊的仿真后,級(jí)聯(lián)帶通與低通模塊進(jìn)行全腔仿真[9]。在HFSS中搭建的全腔模型如圖6所示。

8.加工效果對(duì)比

對(duì)比改進(jìn)工藝前后的工藝步驟、動(dòng)作頻次、占用設(shè)備、在機(jī)時(shí)間和質(zhì)量狀況等方面，突顯出工藝改進(jìn)措施的高效、快捷和穩(wěn)定性，如表2所示。

9.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次工藝改進(jìn)，取得了一些成功經(jīng)驗(yàn)。降低了滑閥殼體零件的生產(chǎn)準(zhǔn)備和占機(jī)時(shí)間，提高了A軸加工夾具的可靠性，逐步完善了回轉(zhuǎn)組合體的數(shù)控銑削技術(shù)；以高效穩(wěn)定的加工方案，提升應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的快速反應(yīng)能力。未來(lái)將以此次工藝改進(jìn)活動(dòng)為新的起點(diǎn)，打破已有的固化思路，全面探索、完善數(shù)控銑削夾具、刀具和機(jī)床等方面的綜合運(yùn)用能力，充實(shí)數(shù)銑加工技術(shù)的模塊化、成組化內(nèi)涵。

表2 改進(jìn)前后工藝方案實(shí)施效果對(duì)比

新方案操作步驟 第一步 第二步 第三步 第四步 第五步 兩步完成單步動(dòng)作 7 12 12 7 7 15動(dòng)作頻次 45單件加工時(shí)間/min 500 175使用設(shè)備數(shù)量/臺(tái) 5 2次品數(shù)/批量（批次） 5/36（D1227）、6/40（D1228-1）、4/45（D1322） 0/76（D1532）操作人員項(xiàng)目 原方案認(rèn)同度 相關(guān)機(jī)加人員隨機(jī)抽選10位，認(rèn)為“可以”：4人；較差：6人 相關(guān)機(jī)加人員隨機(jī)抽選10位，認(rèn)為“很好”：10人

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