齊齊哈爾二機床(集團)有限責(zé)任公司(黑龍江 161005)李 新
ZHW2950-1Y型真空室組件是真空鍍模機重要零件(見圖1、圖2),它是典型的整體式基礎(chǔ)箱體類零件,起到承載傳動軸、軸承、齒輪等有關(guān)零件組成整體設(shè)備的主體作用,其加工質(zhì)量至關(guān)重要,它的制造精度直接影響到磁控鍍模主機設(shè)備的工作質(zhì)量、使用性能和壽命。
圖1 真空室組件主視圖
圖2 真空室組件剖視
該箱體是鋼板焊接結(jié)構(gòu)件,其加工表面主要是結(jié)合平面和平行孔系。鑒于平行孔系的同軸度、平行度均要求較高,整個六面體箱體加工除底面單獨安排一次安夾加工以外,其余五個加工面一次安夾分5個工位完成,每個工位均需設(shè)置編程原點,在B0°、B90°、B180°、B270°工位和A90°工位的編程原點偏移值,分別存儲G511~G515五個加工坐標(biāo)系,且B0°、B180°、B270°和A90°工位的三個X0存儲值相同。
(1)平面加工精度分析。由真空室組件加工圖上可以看出,僅左右端面給出了平面度加工要求為0.08mm,其余結(jié)合端面等均未標(biāo)明加工精度要求。所以,該箱體的加工精度主要難點不在平面加工上。1888mm×1820mm范圍內(nèi)的左右端面銑削加工,依靠數(shù)控機床的標(biāo)準(zhǔn)平行銑削,可以輕易實現(xiàn)0.08mm的平面度要求。
(2)平行孔系加工精度分析。真空室組件加工圖上,A基準(zhǔn)、G基準(zhǔn)兩組平行孔系的同軸度要求為0.015mm。C基準(zhǔn)平行孔系的同軸度要求為0.02mm,并且這三組平行孔系的尺寸精度都在IT6級以上,甚至達到IT5級,這些精度是該箱體的主要加工難點及關(guān)注點,僅僅依靠數(shù)控機床的標(biāo)準(zhǔn)鏜削很難滿足加工要求。多工位加工需要借助建立統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)工藝面和采取必要的精鏜工藝手段。
(1)根據(jù)以上對整體式箱體的面、孔加工分析表明,磁控鍍模設(shè)備的真空室組件加工,屬于完全以平行孔系加工為主的箱體數(shù)控加工。所以,在加工設(shè)備的選擇上,采用擅長以大件孔系精加工為主、平面精加工為輔的落地式數(shù)控鏜銑床作為加工母機,而不能選用以平面加工擅長的龍門式數(shù)控鏜銑類機床。
(2)加工刀具的選擇分析。該箱體屬于鋼板類焊接結(jié)構(gòu)件,相對于鑄件、鍛件及其他組焊件類零件,其毛坯剛性相對較低,所以在刀具選擇方面,面銑刀具選擇使用大前角和帶涂層可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具,進行塑性變形小的輕快切削;鏜削刀具選用大直徑雙刃粗鏜刀和大直徑可微調(diào)精鏜刀,配合對刀儀使用,便于精確鏜削大孔直徑尺寸的控制。
(3)定位基準(zhǔn)的選擇分析。箱體加工的粗基準(zhǔn),以第一道劃線基準(zhǔn)來體現(xiàn),該劃線必須完整地照顧到各主要孔面的加工余量平均原則。箱體的精基準(zhǔn),本著基準(zhǔn)重合的原則,應(yīng)選擇加工圖上的設(shè)計基準(zhǔn)面及D基準(zhǔn)面(加工圖D基準(zhǔn)注明位置未保留,根據(jù)組件整體結(jié)構(gòu)來看應(yīng)在底面或頂面上)。另外,鑒于多組同軸孔系的兩端孔同軸精度要求較高(0.015~0.02mm),需增加輔助工藝定位基準(zhǔn)面,在全長5010mm尺寸一端面,加工出高于圖樣要求的端面,作為工藝基準(zhǔn)定位面。
(1)基準(zhǔn)先行原則。該件因需要以底面一次安夾,完成其他五面的加工,所以首先完成底面的加工,然后以底面為安夾、定位基準(zhǔn),加工其余各面。
(2)先面后孔原則。以底面為基準(zhǔn)裝夾,依次完成頂面和左右端面的加工,為后續(xù)平行孔系的加工,提供了精定位基準(zhǔn)。
(3)先粗后精原則。所有面、孔加工,均先進行粗加工去除大部分加工余量后,再進行半精加工、精加工,以獲得最好的形位精度。
(4)先主后次原則。在前后面上,除三組平行孔系以外的其他自由尺寸內(nèi)孔,沒有特殊形位精度要求,可視為次要表面。在A基準(zhǔn)、G基準(zhǔn)和C基準(zhǔn)三組平行孔系精鏜完成后,最后加工其余次要孔。
主要工夾具和量具如附表所示。
主要工夾具和量具一覽表
綜上所述,使用TK6916B型或TK6920型落地式數(shù)控鏜銑床,配置相應(yīng)規(guī)格的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺、垂直銑頭等附件,能夠滿足如磁控鍍模設(shè)備真空室的箱體類大件數(shù)控加工要求。另外,對于兩側(cè)有較高對位置精度要求的箱體類大型零件,追求高效、質(zhì)量穩(wěn)定地數(shù)控加工,更為先進的數(shù)控加工設(shè)備為對置類臥式鏜銑床。如果公司資金允許的前提下,選用DZ-TH6516型對置刨臺臥式鏜銑加工中心作為整體式箱體加工母機,能獲得最理想化的加工品質(zhì)。