王洋 孟慶國(guó) 楊喆 王澤亮

摘要：在機(jī)械加工領(lǐng)域，為了滿足一些精密軸類零件表面粗糙度的制造要求，經(jīng)常需要在零件的外圓機(jī)加工成形后進(jìn)行拋光處理。傳統(tǒng)的拋光方法是將工件安裝在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，手持砂紙按壓零件外圓拋光。傳統(tǒng)拋光方法具有操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在機(jī)械加工行業(yè)，它的缺點(diǎn)明顯，例如：拋光力不恒定、進(jìn)給不連續(xù)，零件拋光效率低。針對(duì)以上問題，本小組以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)選取的一件精密軸類產(chǎn)品為例，探討影響表面粗糙度的原因，研究提高表面粗糙度的方法，最終固化整個(gè)研究過程的經(jīng)驗(yàn)，并制作一套通用的拋光工裝。

關(guān)鍵詞：精密軸類零件;表面粗糙度;通用拋光工裝

1? 存在問題

選取的軸類零件，零件圖樣、技術(shù)要求如圖1。

技術(shù)要求：在Ф40f9表面硬陽極化50～60μm。

該零件的生產(chǎn)需求數(shù)量較大，屬于大批量零件。加工過程主要分為外形尺寸加工、表面處理和拋光硬質(zhì)陽極化層三個(gè)階段。在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)一段時(shí)間以來，合格率約為72.3%，對(duì)某一季度該零件的制造報(bào)廢情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析如圖2。

從統(tǒng)計(jì)圖可知，加工此零件報(bào)廢的主要原因：拋光硬質(zhì)陽極化層尺寸超差以及表面不滿足硬質(zhì)陽極化要求。

2? 原因分析

2.1 工件未清洗干凈、沒有防氧化措施

零件在機(jī)械加工過程中，不可避免接觸冷卻液原液、空氣、水，受這些因素的影響，工件表面產(chǎn)生了白色氧化斑塊，我們采用正交試驗(yàn)分析冷卻液原液、水和空氣三種因素對(duì)產(chǎn)生白色氧化斑塊的影響情況，水平分別定義為有、無。將冷卻液原液、水滴在工件表面，通過涂抹凡士林的方式隔絕空氣，試驗(yàn)時(shí)間13天（零件外形尺寸加工周期約13天）。結(jié)果顯示在冷卻液原液與空氣作用下產(chǎn)生了表面氧化腐蝕，導(dǎo)致零件不滿足表面處理要求。因此工件未清洗干凈和沒有防氧化措施是造成零件制造合格率低的一個(gè)原因。

2.2 缺少工裝設(shè)備

為了驗(yàn)證小組的推斷，我們?cè)谠囼?yàn)過程中試制加工了3項(xiàng)有專用拋光設(shè)備的其他產(chǎn)品，并分別統(tǒng)計(jì)了報(bào)廢率。將試驗(yàn)產(chǎn)品的報(bào)廢率與此零件的報(bào)廢率進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，報(bào)廢率差別近8倍。因此，缺少拋光設(shè)備是造成產(chǎn)品報(bào)廢率高的另一個(gè)原因。

3? 改進(jìn)措施

傳統(tǒng)的拋光方法是將工件安裝在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上，手持砂紙按壓零件外圓拋光。傳統(tǒng)拋光方法具有操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在機(jī)械加工行業(yè)，它的缺點(diǎn)明顯，例如：拋光力不恒定、進(jìn)給不連續(xù)，零件拋光效率低。如圖3。

我們從傳統(tǒng)的拋光方法中尋找工裝設(shè)計(jì)思路，保留優(yōu)點(diǎn)。提煉出拋光要點(diǎn)，包括：拋光接觸面（手持砂紙）、拋光力（手臂按壓產(chǎn)生）、進(jìn)給量（手掌移動(dòng)），利用機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上述要點(diǎn)，成功設(shè)計(jì)了一套通用拋光工裝。機(jī)構(gòu)圖如圖4。

使用此工裝后零件在拋光時(shí)可實(shí)現(xiàn)均勻受力。此工裝可安裝在拋光設(shè)備刀架上，結(jié)合設(shè)備原有功能實(shí)現(xiàn)均勻進(jìn)給。同時(shí)，為了避免拋光設(shè)備研磨零件，選取了材質(zhì)較軟、韌性較強(qiáng)、耐高溫的聚四氟乙烯材料作為拋光頭的材質(zhì)。拋光砂紙我們選用了某型質(zhì)地較軟、帶背膠的拋光砂紙。實(shí)際使用效果圖如圖5。

4? 結(jié)束語

通過對(duì)零件拋光方法的優(yōu)化，提高了零件的加工合格率。通用拋光工裝的設(shè)計(jì)是本項(xiàng)目的一大亮點(diǎn)，此工裝有效解決了傳統(tǒng)拋光方法拋光力不恒定、進(jìn)給不連續(xù)，拋光效率低的問題，為日后加工其他精密軸類零件提供了依據(jù)及借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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