本公司生产的某军品筒型零件,由于内孔深度较深(≥500 mm),直径较大(≥120 mm),公差较严(≤0.1 mm),强度较高(Rp0.2≥1 200 MPa),在以前的批量生产加工中不合格品较多(不合格品率为5.49%),生产效率较低(加工每件需对1次刀,而且有时走2次刀才能保证尺寸合格),成为该产品加工中的最大难题。针对内膛加工中存在的问题和难点,经过进行认真研究和分析,结合工件结构特点及现有设备条件,对加工工艺进行改进,有效地提高内孔加工质量和生产效率。
1 问题和难点分析
该零件热处理后强度为Rp0.2≥1 200 MPa,为避免受热处理影响而产生变形,热处理后的内孔加工余量(双边)留有3 mm,该余量至少需进行2次车削(粗车和精车)才能达到成品尺寸,原工艺为了避免刀具磨损而影响最终成品尺寸,采用数控车床两道工序先后进行内膛粗车和精车,精车时还兼加工燕尾槽及尾部外圆。原工艺在加工过程中存在以下问题和难点。
1)内孔采用2道工序加工容易产生2次误差,造成部分零件内孔深处局部露有粗车刀花。
2)内孔粗车后留给精车的加工余量较大且不均匀,数控加工程序中的刀具补偿值无法同定,几乎一次一对刀、一次一调整,加工难度较大,易造成部分零件内孔直径尺寸超差。
3)内孔精车采用特制长镗刀杆上安装外圆车刀,外圆车刀与镗刀杆垂直安装,车削时排屑空间较小,容易挤压刀具而产生让刀,造成内膛直径尺寸小、表面粗糙度不合,生产效率低。
4)长刀杆刚性差,车削过程中产生让刀或振动,造成内膛尺寸超差及刀尖崩碎(打刀)而引起表面粗糙度不合格。
零件结构见图1。