前言
現承接了一批企業訂單,該批訂單要求在一個月時間內,交付二位五通雙電控電磁閥的端蓋零件五萬件。根據原有的工藝條件,該零 件的鉆削工序使用普通鉆床處理,利用預制的定位模定位裝夾,進行 鉆削加工。該工序加工處理時間短、輔助準備時間長,工人勞動強度大,生產效率低。基于生產經驗進行工時間核定,熟練工人處理一個 零件需時 15 分鐘,平均每班只能生產 32 個零件。生產系統現有 12
臺鉆床,開設三班的情況下,月產量約為 34500 件。訂單交期緊迫、生產批量大、設備資源限制及工藝條件較為落后等因素,使得生產部門不能實現如期交貨。
對該批零件進行工藝分析后發現:因生產模式較為落后,工人在加工過程中需要對零件進行頻繁的定位和裝夾,輔助工時占額定工時的比例極大;此外,鉆模、鉆套的磨損影響加工精度及生產穩定性。 基于上述分析,充分利用處理效率高的 VMC850 加工中心資源推行批量生產模式,既能集約使用刀具減少換刀次數以縮短設備停機準備時間,對于優化效率起到立竿見影的作用;又能降低勞動力需求,大幅度降低生產成本。與此同時,應對生產系統進行工藝改良,基于加工中心生產開發新的夾具系統,改善定位和裝夾的效率以壓縮輔助工時,從而滿足該批訂單的生產需要。
圖-1 端蓋零件圖
一、端蓋零件的加工工序
這批訂單的端蓋零件是二位五通電磁換向閥的主要元件,其材質為鋁合金,如圖-1 所示。由零件圖可見,鉆削工序的前道工序為車削工序,端蓋毛坯先經車床車削端蓋的頂面及底面,兩平面有較高的平行度要求。端蓋底面的?22H7 臺階孔與閥體裝配,其尺寸精度要求較高。端蓋頂面的?10H7/?12 臺階孔,亦經車削加工完成,其中
?10H7 沉頭孔處安裝閥芯。
經車床設備加工后的坯件需完成鉆削工序,?4.5/?9 臺階孔及M3 螺紋孔皆為安裝孔,?3 通孔則為氣道孔,該工序的主要工步內容見表-1。其中:為保證端蓋頂面安裝孔的位置精度,在鉆削前使用中心鉆打孔定位;?4.5 通孔及?9 臺階孔使用臺階鉆加工,市面上能買到合適尺寸的標準型號臺階鉆頭;M3 螺紋精度等級較高,且鋁合金坯料的塑性較強,可使用擠壓絲錐攻絲處理,既能解決工作工程中排屑困難問題,又能獲得較高的螺紋精度和表面粗糙度。
綜合分析端蓋零件工步內容、形位和尺寸要求,結合所選用VMC850 加工中心性能和關鍵技術指標,制定鉆削方案并編寫數控加工工藝卡表(表-1)如下:
二、夾具設計原理分析
為改善定位和裝夾的效率,充分發揮加工中心的效率優勢,現因應端蓋零件鉆削工步多,尺寸及形位精度較高的特點,著手改善其工 裝夾具系統。要求新開發的夾具系統反應速度塊、操作簡易,定位精度高且有助于提高生產效率。
生產車間已經進行集中供氣系統改造,能不間斷地提供壓力穩定的高純度氣體,這為采用氣動夾具設計方案提供了必要的前提條件。
通過對零件圖(圖-1)進行工藝分析可知,先經車床車削的兩端面平行度要求高,針對該批零件而設計制作的氣動夾具,其底板作為支承板,能保證零件鉆削加工后各孔軸線與上基面的垂直度。車床加工的?22 H7/?24 臺階孔,可考慮與鑲嵌在底板上的?22g6 定位柱作間隙配合,以便于零件的安裝。為簡化夾具的設計制作過程,在設計氣缸時可因材制宜,利用氣缸元件端面限制零件的一個軸向轉動自由度。
傳統的加工工藝,定位裝夾的過程繁瑣復雜、生產效率低。進行氣動夾具設計時,優先考慮刀具集約加工原則,盡可能減少換刀次數, 一次換刀完成多個零件的同一加工工步,即采用多工位設計思路。針對生產流程規劃和前道工序的產能狀況,結合鉆削工序處理設備
VMC850 加工中心的技術性能和參數,確定本夾具經一次裝夾,可加工 60 個端蓋零件。
綜上所述,在進行氣壓傳動夾具設計時,以保證零件的尺寸精度和形位精度為前提,采用多工位結構充分發揮加工中心的效率優勢, 以“一面一芯一點”定位為核心設計思想。
宇匠數控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!
總結
采用傳統工裝夾具的生產方式,鉆削不同規格的安裝孔和氣道孔,需要頻繁更換鉆套和刃具。既需要大量的勞動力,而且生產效率低、工作強度大、加工尺寸精度差。熟練工人每處理一個端蓋零件平均耗時 15 分鐘,一名熟練工人每班只能生產 32 個零件。本案選用VMC850 加工中心,并配套多工位氣動夾具進行批量生產,經一次裝夾能加工 60 件端蓋零件。在提高裝定位精度和裝夾穩定性的同時, 充分發揮加工中心設備加工效率高的特點,集約使用不同規格的刀具,極大地節省了輔助工時。在應用實踐階段進行工時測定,加工60 件端蓋零件僅需一小時,生產效率較以往提高了 10 多倍。
更為重要的是,根據原工藝條件制定生產計劃,12 臺普通鉆床安排三班,需 36 名工人輪班生產。生產 50000 件零件需耗時 44 天, 高昂的勞動力成本削減了原本已顯微薄的利潤。而使用加工中心進行排產,6 名加工中心操作工安排三班,完成訂單任務僅需 18 天,人力成本僅為工藝改善前的 7%,節省了大量的勞動力。
綜上所述,利用 VMC850 加工中心資源推行批量生產模式,并在此基礎上進行裝夾工藝的改良,使生產效率得到大幅度的提升,既 能保證按時交付訂單產品,又節省了大量的勞動力資源,并取得了良 好的經濟效益。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實例,分析工藝難點與加工可行性,指出該模型的加工難點是模型形狀不規則和整體剛性差,并通過設計新的工藝方案解決加工難點,完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數控加工提供了一個典型案例,對于五軸加工中心數控加工也具有指導作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內容由PDF格式顯示,如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試,手機瀏覽可能無法正常使用!本文摘要:通過對混聯五軸加工中心自適應深度學習控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機 床 的 運 動 學 … [了解更多]
2024-11
在機測量技術由于其成本低、檢測效率高、無需二次裝夾等優勢被廣泛用于零件加工測量當中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時又兼具測量功能。在機測量系統的構成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號接收器、機床整個本體,軟件部分由機床控制系統、測量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機床性能和產品質量的主要難題,也是制約國家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對象,針對提升機床精度進行了研究。并且隨著科技的發展,精密的儀器和零件在生產實踐中占據的分量逐漸增加,在數控機床這種精密機器精度不斷提高的同時,必須控制內外界環境的隨機影響因素在… [了解更多]