铝制鼓轮类零件加工工艺分析

铝制鼓轮类零件加工工艺分析铝滚筒零件加工工艺分析关键词：零件，加工工艺，分析，滚筒零件铝制鼓轮类零件加工工艺分析本文简介：摘要：针对某工厂在加工生产该鼓轮类零件时所采用的加工方式、加工工艺与设备设施进行分析，明确问题产生的原因，提出铝制鼓轮类零件加工工艺的优化与改进措施，并对改进之后的加工工艺加以验证，确定改进之后的加工工艺有效提高了加工效率及加工质量。关键词：铝制鼓轮类零件；加工工艺；R×20°槽铝制零部件是机械设备铝制鼓轮类零件加工工艺分析本文内容：摘要：针对某工厂在加工生产该鼓轮类零件时所采用的加工方式、加工工艺与设备设施进行分析，明确问题产生的原因，提出铝制鼓轮类零件加工工艺的优化与改进措施，并对改进之后的加工工艺加以验证，确定改进之后的加工工艺有效提高了加工效率及加工质量。关键词：铝制鼓轮类零件；加工工艺；R×20°槽铝制零部件是机械设备、生产装置中的重要组成部分，铝制零部件生产也是工业生产、工程技术中的基本单元之一，因而铝制零部件的生产与加工效率及质量会直接影响到设备设施或生产装置能否有效使用。但目前，铝制鼓轮类零件的加工与制造还存在很大的优化与改进空间。1问题的发现本文所提出的鼓轮槽型为42等分槽，拥有较高的精度，在加工槽型时，加工部门采用盘状成型铣刀进行加工，一次成型。经过加工之后，该鼓轮槽型发生较大变形，影响零件质量合格率。针对这种情况，对该零件在生产中的缺陷与问题进行查找及分析，调查零件的生产过程，发现问题如下：1）铣R×20°槽加工效率不足，在采用盘状成型铣刀进行加工时，零件外圆半径需要在刀杆长度以下，因此在切削加工时，采用低速加工，且走刀较低，每一个零件所需要的加工时间为2.5h。在加工零件之后，还需要对原零件进行拆卸，并安装新加工的零件，则所消耗的时间更甚。按照8h工作制，一个班组每天能够加工的零件不足3件，加工生产的效率极低，如图1所示。2）零件加工之后，发生了极为严重的变形问题，在零件的内孔及外圆处发生严重的不规则变形，内孔与外圆出现不可预期的缩小或胀大现象，椭圆的大小超出设计预期，导致许多零件质量不合格，影响零件使用效果，并且会对企业的生产质量与生产计划造成负面影响。2问题的分析基于以上鼓轮加工过程中出现的问题，结合企业对于鼓轮生产的质量要求及生产效率要求，结合当前的零件加工技术与加工设备，深入分析导致加工问题出现的原因，以便在接下来的加工制造中加以优化与改进。经过分析，总结鼓轮加工问题成因如下：1）加工工艺存在缺陷。本文所提及的鼓轮零件加工，其工艺流程包括：材料准备→数字程序控制车床，用以对零件内孔、外圆与槽型加以精车→加工部门加工端面螺孔与销孔，铣R×20°槽，并加工螺孔与光孔→采用机钳对R×20°槽进行抛光处理，进行倒角与攻丝处理→硬质氧化处理→标识与包装。在过程中，零件制作的材料为薄壁铝件，铝质较软，在制作加工中容易出现变形。而这批不合格零件在加工中，在铣槽时没有对粗加工与精加工加以细分，当余量较大时，缺少足够释放内应力的工艺手段，在内应力的作用与影响下，就会发生零件变形。因此认定，加工工艺的缺陷是导致零件变形的要因之一。2）加工方式不合理。本文所提出的案例，其加工方式为盘状成型铣刀加工，刀杆长于零件外圆半径，因此在加工时，必须控制加工速度，采用低走刀进行加工，零件加工的精准度与加工效率受到严重影响。同时考虑到采用一次加工的方法，难以释放零件的内应力，就会发生零件变形的情况，因此加工方式的不合理，也是导致本次零件加工质量缺陷的重要原因之一。3工艺改进3.1优化工艺手段首先，全面分析加工工艺，对工艺加工流程加以优化。结合铝制材料硬度较低的特点，充分考量铝制零件的加工特点，对加工工艺加以细分及优化，划分粗加工及精加工，在加工过程中，增加一道“自然时效”的加工工序，通过自然放置释放零件中的内应力[1]。其具体加工工艺流程：一是材料准备；二是普通加工车床，对材料进行粗车，并在加工中对零件的各部分保留3mm的余量；三是数字程序控制加工车床，采用半精车工艺，在零件的外圆与内孔加工中保留1mm的余量，其余公差按照设计图样加以控制；四是在加工部门，制作零件的端面销孔，并对铣R×20°槽加以粗铣；五是采用机钳，对零件加以倒角及攻丝处理；六是12h的自然时效放置，以释放零件的内应力；七是采用数字程序控制车床对零件的内孔、外圆及槽型加以精车；八是在加工部门制作端面螺孔及销孔符图，对R×20°槽加以精铣，制作螺孔与光孔符图；九是采用机钳对其进行抛光、倒角与攻丝处理；十是硬质氧化处理并标识与包装。其次，对工装加以优化改进。在对工艺流程加以改进的基础上，结合零件加工的实际需求，设计并制作粗铣加工与精铣加工工装，包括粗铣加工芯轴及精铣加工芯轴。在采用数字程序控制车床进行精车时，是在R×20°槽粗铣加工的基础上，零件装夹不便，因此考量工艺需求，设计并制作夹具。3.2改进加工方式首先，对加工方式加以优化。可以充分收集具有丰富经验及专业能力的技术人员的反馈与意见，与加工设备供应商进行充分沟通，充分考量零件加工需求，在粗加工时可采用立式成型铣刀，精加工时采用盘状成型铣刀，以此提高零件粗加工及精加工的效率及质量，并保证零件在精加工之后的形状与质量，保证零件尺寸及形状公差合理。其次，对R×20°槽的粗加工设备进行优化。明确工艺流程与加工方法的前提下，考虑粗铣时零件的稳定性，所采用的加工设备为3刃球头带20°的合金涂层立铣刀，采用锯齿状刀刃设计。刀具制备完毕之后进行测试，优化与改进之后的加工刀具，无论排屑还是切削都十分顺畅稳定，且噪声极小。在测试与应用中对加工参数加以优化调整，最终确定最为合适的加工参数，有效提高了加工效率。4实验测试为了更好地明确本次铝制鼓轮类零件加工工艺的优化改进效果，对工装、刀具、机床与加工工艺进行测试，按照改进之后的工艺流程，准备相应的加工材料、设备与机床等，严格按照零件的设计参数进行加工验证。经过实际加工试验，最终确定经过优化与改进之后的工艺流程及加工方式，能够将零件加工效率提高33%左右，测试加工中的零件质量全部合格[2]。5结语本文所提出的铝制鼓轮类零件加工工艺的优化与改进方法，充分结合了先进的设备设施及加工工艺，合理调整加工工序，并适当增加自然时效工序，在保证加工精度的同时，给予铝制鼓轮类零件一定的释放内应力的空间，很好地保证了鼓轮类零件的加工生产效率及质量。参考文献[1]夏星，张超龙，陈可章.铝制件鼓轮工艺改进[J].山东工业技术，2018（6）：20.[2]秦文荣.铝制鼓轮类零件加工工艺改进[J].机械工程师，2017（1）：243-244.作者：刘慧峰刘诗奇单位：常德烟草机械有限公司