浅析机械加工工艺安排对支座加工效率的影响

浅析机械加工工艺安排对支座加工效率的影响

  颜慧艳王盼刘超

衡阳合力工业车辆有限公司 湖南省衡阳市  421008

摘要：机械制造与机械设备加工工艺在现代制造业中扮演着关键的角色。它们对提高生产效率、确保产品质量和资源的最优化利用至关重要。然而，随着市场需求的不断变化和技术的发展，加工工艺面临着新的挑战。

关键词：机械加工工艺；支座；加工效率

1机械设备加工工艺要点

1.1高精度研磨工艺

首先，高精度研磨工艺是一项关键的加工过程，广泛应用于制造高精度零部件。在实际施工中，通常要求表面粗糙度在Ra0.2μm以下。这种高要求的加工通常用于航空航天、汽车和光学设备制造。例如，在汽车制造中，发动机缸体的研磨要求非常高，通常在加工后的表面粗糙度达到Ra0.1μm，以确保汽缸的密封性和耐磨性。同时，高精度研磨工艺在实际加工中需要精密的加工设备，如高精度数控磨床。数据显示，采用高精度数控磨床进行研磨，其加工精度可达到0.001mm，高度满足高精度零部件的制造需求。此外，选择合适的磨削轮和冷却液也是关键。例如，使用金刚石磨削轮可以大大提高研磨效率，并保持加工精度。同时，通过使用高效的冷却液，可以降低磨削过程中的摩擦温度，防止零部件变形或热损伤。这些关键要点保障了高精度研磨工艺的顺利进行，确保了零部件的高精度加工。

1.2精密切削工艺

首先，精密切削工艺是一种高度精细的加工方法，常用于制造高精度零部件。在实际施工中，精密切削工艺通常要求工件尺寸精度在±0.002mm以内。这种加工工艺常被应用于航空航天、汽车发动机及光学设备制造等领域。例如，在航空发动机制造中，涡轮叶片的加工就需要极高的精密切削技术，以确保叶片的气动性能。同时，精密切削通常需要使用高精度数控车床或加工中心。数据表明，高精度数控车床的精度可达到0.001mm，而高精度加工中心的定位精度可在5μm以内。这种精度确保了切削过程的稳定性和精度。此外，采用合适的刀具也至关重要。例如，硬质合金刀具通常用于高精度切削，其硬度和耐磨性能可以保持切削刃口的锋利度，提高加工质量。有效数据表明，采用硬质合金刀具进行精密切削，其刀具寿命比普通刀具长出数倍，降低了切削成本。精密切削还需要考虑切削速度和进给速度的精确控制。通常情况下，较高的切削速度可提高生产效率，而适当的进给速度可以确保切削质量。在实际施工中，通过数据监测和自动控制系统，可以确保切削速度和进给速度在合适的范围内，从而确保了零部件的高精度加工。

2机械金加工工艺安排对支座加工效率的影响

2.1项目背景

支座金加工工艺落后、存在多次转运；支座的加工现分为三道工序，铣面（卧式铣床）---左右支座镗∅125孔（立式铣床）---钻攻2-M16-6H螺孔（摇臂钻）

2.1.1产能情况

以支座目前生产节拍为例，支座单班产能49套（2个），无法满足生产效率。

2.1.2设备

目前支座线使用的3台设备，1台卧式铣床，1台立式铣床，1台摇臂钻，普机加工效率低，设备故障率随着年限的增加有所提升。

2.1.3人员

采用单人操作的生产模式，需操作人员3人；

2.1.4工件物流等

1）物料的搬运均采用叉车；

2）设备上下料依靠人工搬运，工件单件重量10-20公斤，单班单人搬运总重量约为1000公斤，多次搬运弯腰作业避免不免存在疲劳作业，导致生产效率偏低。

2.1.5产品质量

由于设备以及多序定位误差等原因，∅125孔半圆、M16螺孔孔间距及对中尺寸不稳定，存在质量风险。

结合上述现状分析，目前加工支座方式人员占用大、劳动强度大、非智能设备、质量风险大、单班产能效率低，急需在支座加工方面做智能自动化改造，提升生产效率。

2.2实施规划

结合产品的效率提升，初步可提出以下技术要求：支座实现同智能设备生产；单台套支座的整线加工节拍控制在4.5min内；零件毛坯上下料夹紧采用液压夹紧，可同时上下两件产品；人员配备实现少人化，人员配备不超过1人；加工设备需具有加工过程稳定可靠，加工高效，加工精度高，封闭环境加工，加工过程自动化。

2.2.1方案

根据效率提升，改成双工作台卧式加工中心进行加工，通过一次装夹完成支座全部内容的加工。

2.2.1.1系统具体工作流程

第0步：上料工位准备好毛坯；

第1步：操作者取件并装配到位；

第2步：点启动按钮，设备开始加工，先铣基准平，后钻孔攻丝；

第3步：旋转工作台自动旋转90度，进行镗孔；

第4步：人工卸料，码垛整齐。

2.2.1.2加工系统

零件加工内容实现自动化，则对应的加工设备和装夹夹具必须具有自动化和可编程等功能。考虑产品多样，为了避免出现换产导致的时间浪费，考虑支座加工过程中实现夹具的通用性。

1）专用夹具设计

针对支座一序加工内容，设置2套专用夹具安装在托盘上，适用于支座的安装固定，通过液压夹具夹紧，通过托盘旋转，一次装夹可完成端面、半圆孔、螺纹孔的金加工工序，实现模具通用化，减少换模时间，消除重复定位误差，确保产品质量。

2）机床主体选择

结合产品的特点及半圆孔进行半圆镗孔加工的现状，考虑主轴需为BT50的卧式加工中心，初步选择BT50，工作台为500×500的卧式加工中心，

2.2.1.3节拍分析：一次装夹2件加工，支座加工一序，因卧式加工中心为双工作台，可在金加工的同时进行装夹，即产品加工的辅助装夹时间为零，单台套加工时间为2.87min，达到效率提升。

2.3实施效果

结合人、机、料、法、环、综合考虑方案后，其优势如下：

2.3.1产能提升：实现了支座线生产产能，促进智能化生产提升企业形象。

2.3.2减少人员：实现了单班1人操作，可达到单班减员2人的效果。

2.3.3提升产品质量：设备一次装夹加工完成，可解决多次定位导致的加工误差。

2.3.4改善生产环境：现有加工过程三个工序为开放式，加工时，铁屑四处飞溅，既污染环境又存在一定的安全风险，自动化生产线整体为封闭式加工，可以达到现场无污染的效果。

2.3.5占地面积小，为后续金加工产能提升提供场地。

2.3.6投资回报情况：增加设备后，单班1人即可，在产能相同的情况下，可达到减员3人的效果。

3结语

随着现代工业技术的不断推出和普及，机械制造与机械设备加工工艺也需要不断创新和优化，构建更高效、更精密的生产系统。我们需要积极探索创新和应用先进的工艺措施，加强过程控制，从而促进工业制造的进步；其中，数字化技术的应用可以满足高精度和高效率的需求，提高生产效率。另外，智能化生产系统的引入也可以提升工业自动化水平。我们要加强工业标准的制定，以更好地满足市场需求，为制造业的全面发展奠定基础。

参考文献：

[1]陈思涛,温良,朱璇等.球支座零件加工工艺优化[J].航空制造技术,2019,62(03):97-101.

[2]张伟.典型支座加工工艺[J].工具技术,2017,51(10):95-97.