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文檔簡(jiǎn)介
序言鋁合金機(jī)械變速器殼體中廣泛存在倒擋介輪,其端面呈面對(duì)面布置,加工過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺易進(jìn)入已經(jīng)加工好的倒擋軸孔,加工完成后清理毛刺時(shí),不僅操作難度大、工作效率低以及勞動(dòng)強(qiáng)度大,而且清理不徹底,容易劃傷端面,造成產(chǎn)品質(zhì)量事故[1-5]。由于公司產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀為多品種小批量生產(chǎn),因此普遍采用手動(dòng)去毛刺簡(jiǎn)易工具如刮刀、油石等主流工具,部分采用自主開發(fā)的手動(dòng)去毛刺專用工裝,少數(shù)批量產(chǎn)品采用多關(guān)節(jié)機(jī)器人去毛刺作業(yè)[6]。但這些均屬于硬切削去毛刺方法,未能深入研究機(jī)械加工中毛刺的形成原因、形成過(guò)程,與軟性去毛刺方法還有一定差距。
下面介紹一種在機(jī)去毛刺新工藝方法。開發(fā)出一種雙向預(yù)切除去毛刺刀具,實(shí)現(xiàn)倒擋孔雙向無(wú)毛刺加工,既降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度與難度,又提高作業(yè)質(zhì)量與效率。工件機(jī)構(gòu)及問(wèn)題描述倒擋介輪第一端面如圖1所示,第二端面如圖2所示。在加工過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺易進(jìn)入已經(jīng)加工過(guò)的倒擋軸孔;另外由于該處結(jié)構(gòu)尺寸較小,操作人員應(yīng)用刮刀、油石等去毛刺工具難以徹底清理,甚至容易劃傷第一端面與第二端面,造成倒擋介輪裝配后卡滯或造成變速器異響。這兩個(gè)問(wèn)題在售后反饋中最為突出,也是影響變速器工作性能的關(guān)鍵因素。圖1倒擋介輪第一端面圖2倒擋介輪第二端面現(xiàn)有去毛刺方法目前針對(duì)多品種小批量的生產(chǎn)特點(diǎn),大多數(shù)采用刮刀、油石及去毛刺工裝等進(jìn)行人工去除毛刺;少部分批量產(chǎn)品采用機(jī)器人去毛刺。圖3為采用刮刀去毛刺,圖4為采用正反倒角裝置去毛刺,圖5為采用機(jī)器人去毛刺。
圖3采用刮刀去毛刺
圖4采用正反倒角裝置去毛刺
a)去毛刺
b)設(shè)備
圖5采用機(jī)器人去毛刺采用上述去毛刺工裝或方法理論上可以實(shí)現(xiàn)將所有毛刺清除,但是由于人工操作質(zhì)量受制于人,因人而異,所以去除毛刺后不僅零件質(zhì)量差異性大、穩(wěn)定性差,而且還存在漏工序風(fēng)險(xiǎn);并且因勞動(dòng)強(qiáng)度大,導(dǎo)致勞動(dòng)效率低;機(jī)器人去毛刺成本高等問(wèn)題,所以多品種小批量情況下全部實(shí)現(xiàn)機(jī)器人去毛刺不現(xiàn)實(shí)。新工藝方法4.1
理論分析毛刺的形成機(jī)理是由于在機(jī)械加工過(guò)程中不連續(xù)的切削狀態(tài)引起的,而且毛刺形成后易出現(xiàn)卷曲狀,形成圓弧狀態(tài)。當(dāng)毛刺形成后無(wú)任何擠壓或者干涉碰撞等動(dòng)作時(shí),其就會(huì)殘留在被切削基體邊沿,形成工件殘存毛刺;若發(fā)生碰撞或擠壓,即可形成切屑?;诖?,以圓弧卷曲狀毛刺為研究對(duì)象,采用預(yù)切削后圓錐面形成毛刺擠壓面去毛刺,以下簡(jiǎn)稱預(yù)切削法去毛刺,并對(duì)其進(jìn)行工藝可行性試驗(yàn)。圖6為加工后切屑的狀態(tài),其可簡(jiǎn)單理解為毛刺的形狀。
圖6加工后切屑的狀態(tài)針對(duì)倒擋軸孔毛刺難以去除的問(wèn)題,可采用預(yù)切削法解決。倒擋軸孔直徑為25mm,倒擋軸孔兩端面距離為42mm。原機(jī)械加工工藝:立式加工中心加工軸承孔等→立式加工中心加工倒擋軸孔、撥叉軸孔等→臥式加工中心加工倒擋孔端面、周圍孔等。毛刺形成原因分析:由于倒擋軸孔在倒擋孔端面加工時(shí)已經(jīng)加工至成品尺寸,且加工倒擋軸孔端面時(shí),在倒擋軸孔附近存在殘余鋁質(zhì),且加工中生成的切屑無(wú)法通過(guò)擠壓或者碰撞去除,所以在加工倒擋孔端面時(shí),毛刺易進(jìn)入倒擋軸孔,且隨著立銑刀與被加工面接觸位置的不同,立銑刀刀尖與刀柄部分產(chǎn)生的不同的徑向變形,易引起刀具與被切削部分持續(xù)擠壓,導(dǎo)致毛刺更易生成?,F(xiàn)場(chǎng)加工后正面孔口存在的毛刺如圖7所示。圖7正面孔口存在的毛刺解決方案:由于在毛刺生成中孔口殘余鋁質(zhì)的存在是部分原因,其可通過(guò)工藝安排一道工步預(yù)加工孔口鋁質(zhì),消除臥式加工中心加工時(shí)毛刺生成的條件,主動(dòng)創(chuàng)造毛刺擠壓面而消除機(jī)械加工過(guò)程中生成的毛刺。
改進(jìn)后的機(jī)械加工工藝:立式加工中心加工軸承孔→立式加工中心加工倒擋軸孔、撥叉軸孔,倒擋軸孔倒角預(yù)加工→臥式加工中心加工倒擋軸孔端面、周圍孔等。
根據(jù)改進(jìn)后的機(jī)械加工工藝,開發(fā)出一款預(yù)切削正反倒角刀具(見圖8)。圖8預(yù)切削正反倒角刀具由于刀具最大直徑
24mm
<倒擋軸孔直徑25mm,傾斜角度135°<180°,因此刀具設(shè)計(jì)合理、操作安全。4.2現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)在公司某殼體生產(chǎn)車間進(jìn)行新工藝試驗(yàn),試驗(yàn)參數(shù):轉(zhuǎn)速n=1500r/min,進(jìn)給速度vf=150mm/min。圖9為立式加工中心預(yù)切削刀具系統(tǒng),圖10為工件預(yù)切削后狀態(tài),圖11為零件倒擋軸孔正面預(yù)切削去毛刺效果,圖12為零件倒擋軸孔反面預(yù)切削去毛刺效果。
圖9立式加工中心預(yù)切削刀具系統(tǒng)
圖10工件預(yù)切削后狀態(tài)
圖11零件倒擋軸孔正面預(yù)切削去毛刺效果圖12零件倒擋軸孔反面預(yù)切削去毛刺效果試驗(yàn)結(jié)果:通過(guò)立式加工中心倒擋軸孔預(yù)切削去鋁質(zhì)且形成毛刺擠壓面后,臥式加工中心加工完倒擋軸孔端面無(wú)任何毛刺產(chǎn)生,且無(wú)毛刺進(jìn)入已經(jīng)加工完的倒擋軸孔,試驗(yàn)取得良好效果。預(yù)切削法去毛刺的拓展應(yīng)用基于預(yù)切削法,拓展應(yīng)用預(yù)鑄造法去毛刺。預(yù)鑄造法去毛刺機(jī)理:在被加工毛坯中鑄造倒角,通過(guò)加工中毛刺與預(yù)鑄造倒角擠壓去除加工過(guò)程中生成的毛刺,實(shí)現(xiàn)無(wú)毛刺加工。
預(yù)鑄造倒角毛坯如圖13所示,預(yù)鑄造加工后零件狀態(tài)如圖14所示。圖13預(yù)鑄造倒角毛坯圖14預(yù)鑄造加工后零件狀態(tài)結(jié)束語(yǔ)本項(xiàng)目重點(diǎn)對(duì)倒擋軸孔正反去
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