机械制造纪实05—改变工艺后零件变形的解决办法
本帖最后由 六角车 于 2013-10-11 10:50 编辑原零件如图一a，材料：20钢，直径41的冷拉棒。这个零件干了多年了，每月6万件，真正的老产品，工艺选的全部是专机，工序排列如下： 1序：六轴自动车三台，除后端面外，全部加工合格，30秒加工一件，8小时工作制，这种设备的磨换刀、调整、加料、维修保养占工时的25%，也就是两小时辅助。班产120X6=720件，多年实践，能达到此班产的人极少，现行班产450件。配置三台车。 2序：化学清洗后100%道检合格后，转入下道工序加工。 3序：双头半自动车床，车后端面，倒角。一台，班产1500件。 4序：台钻，专用夹具钻2-φ4扳手孔，一台，班产1500件 5序：螺纹车，车外螺纹，两台，班产600件。
整条生产线正常两班倒，才能保证完成任务。 近些年不断的开发研制新产品，一旦定型进入批量生产，高效率的专机自然是首选。厂内的几台螺纹车都是进口的，即使不上新产品，也到了该更新的时候了。如今加工外螺纹的设备如，简易数控车，螺纹铣，中小批量加工都有一定的优势，但进行大批量加工，和螺纹车比差距就很大了。还有一种高效加工外螺纹的设备，滚丝机。那效率是螺纹车的近十倍，质量也比螺纹车好得多。为什么就不能用滚丝机加工呢？产品是引进外国的，工艺也不例外。老外有领先中国二百多年的工业技术老底子，他们的技术人员，为什么就没采用滚丝机，来加工这个零件的外螺纹呢？绝不是没想到，很可能是遇到难以逾越的障碍了，因为当时这个产品对他们也是新产品。
于是，作为一个工艺革新项目提上日程，根据以往的加工经验，滚丝机因挤压容易变形的原因，不能滚薄壁件。这个零件小孔壁厚，还有底，该没问题，只有口部3mm处，只有2mm厚，肯定要变形，按一般常识，孔会被挤小。于是，上活的支撑推杆的芯模，按孔最小尺寸设计，这样即使孔被挤压变形，也不会小于芯模。按这个思路，做好工装，试滚后发现，孔壁受压后不但没向内缩，反倒向外涨了，孔成了喇叭口，应力变形，与压力方向相反，而且小孔底部也产生了变形，向内鼓起来了。虽然变形只超差几个丝，但这个零件是性能件，质量要求很严格，说不定老外编工艺时也试过，不成功，就放弃了。但此一时，彼一时。对这个老产品各个零件的性能，咱们已摸得很熟了，底鼓好办，加一道2.5吨小冲床，底部校平工序，就解决了。查总装图分析后得出结论，此零件小孔和底，是关乎整个产品性能的部位，外螺纹只起连接作用，短一点并不影响性能，于是把外圆车一个长3.5，小于螺纹底径的台阶，形状见图一b。这一段在滚压加工螺纹时加工不到，自然就不会出现应力变形了。由于加工方式的改变，螺纹外径也改变了，滚前直径公差提高到0.05，这些在六轴自动车上解决起来很容易。装配好一批产品后，进行产品性能试验，没发现异常，革新成功。
改为 滚压螺纹后各工序工艺调整：
1序，六轴自动车按图一b加工。
2序：化学清洗后100%道检合格后，转入下道工序加工。 3序：滚丝机加工外螺纹。
4序：冲床孔底校平。
5序：双头半自动车床，车后端面，倒角。一台，班产1500件。 6序：台钻，专用夹具钻2-φ4扳手孔，一台，班产1500件
成果盘点： 滚丝机工艺：一台滚丝机一班可加工5000件，一班一机就可保证提前完成任务，基本消除了废品，出现返修品，再滚一遍就行了。
螺纹车工艺： 两车四人两班，才加工2400件，而且质量较差，返修活较多。得占用一台仪表车，设计专用涨簧和螺纹梳刀来修活。
后来研制新产品的一个零件见图二，由于量不大，开始也是采用的螺纹车工艺，由于孔比较小，没办法用涨簧夹紧，夹具设计成杆式抽芯，芯杆前端铣槽，装好零件后再用一卡板插到槽内，抽芯夹紧，一是慢，二是影响孔与螺纹的同轴度。后用滚丝机加工，由于和图一螺纹一样，只是换一个送活的芯杆就行了。每月万儿八千件的产量，不用增加人和设备，捎带着就把这个活干了。 膜拜一下。工艺真的很重要。潜心研究与积攒中。。。 大侠，学习了，有个问题请教一下：孔的底部的厚度2（ 0^-0.05）尺寸是如何保证和测量的啊，最后你说要用小冲床整形，这个行程不好控制啊，然后怎么最终保证底部的厚度呢？ 3.5mm长的一端内外孔壁厚只有1mm了，这个36内孔起定位作用吗？加工后，有没有磕碰变形的呢？ 学习了！
想问下这就是工艺工程师的工作内容吗？解决这么一个问题对公司算不算是重大突破？在实质上会不会有丰厚的回报？ 谈小生 发表于 2013-10-10 22:08 static/image/common/back.gif
学习了！
想问下这就是工艺工程师的工作内容吗？解决这么一个问题对公司算不算是重大突破？在实质上会不会 ...
谢谢您的解答！
ljt533 发表于 2013-10-10 21:46 static/image/common/back.gif
大侠，学习了，有个问题请教一下：孔的底部的厚度2（ 0^-0.05）尺寸是如何保证和测量的啊，最后你说要用小冲 ...
谢谢大侠的解答，又学习了一招，继续期待大侠出炉新的工艺案例分析。。。 采用科学和合理的工艺，是保证产品质量和大大提高生产力的捷径！然而所有这些，由于分工的问题，是一般设计者涉及不到的。 工艺确实蛮重要的，想做好工艺，确实得有积累，而且还要灵活变通 对于图一和图二，实际上是：在不影响零件功能和使用等条件下，局部零件修改结构和尺寸，适应工艺革新的需要，减少制造成本。
设计和工艺是紧密配合，协调工作的。
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