截止阀焊圈排布板加工工艺研究论文

第页共页截止阀焊圈排布板加工工艺研究论文截止阀焊圈排布板加工工艺研究论文【摘要】：^p：对截止阀焊圈排布板产品的构造特点进展了分析^p，并在此根底上结合消费实际，对截止阀焊圈排布板精细多孔加工工艺进展改良，设计了相应的专用夹具和钻孔刀具。经过现场小批量消费理论，确认截止阀焊圈排布板产品的质量稳定性和消费效率有大幅提升，改良后的消费工艺及夹具、刀具在相关领域内具有使用和推广价值。【关键词】：^p：截止阀焊圈排布板；加工；技术改良1、研究背景。截止阀自动焊接设备专用于截止阀的自动化焊接工作，主要由机架、工作台、截止阀焊圈排布板和焊接机构组成。工作台安装于机架上，截止阀焊圈排布板由定位销固定安装于工作台上，焊接机构安装于截止阀焊圈排布板的正上方。工作时，工件插装于截止阀焊圈排布板上低速旋转，焊接机构通过设定的程序对插装于截止阀焊圈排布板上的工件进展自动焊接。为确保加工质量，在加工中对焊接机构与截止阀焊圈排布板的相对位置精度要求和工件旋转同轴度的要求相对较高，同时使截止阀焊圈排布板的加工精度要求大大进步。现有截止阀焊圈排布板的加工工艺虽然能满足产品的精度要求，但是存在消费效率低、稳定性差、消费本钱高等问题，一直困扰企业的开展，因此急需一种高效优质的新消费工艺，以满足批量消费截止阀焊圈排布板的加工需求。针对上述问题，笔者通过消费理论，研制了一种在加工中心上应用的专用夹具，用于装夹图1所示的截止阀焊圈排布板。通过设计高效钻孔刀具，以及批量消费高精度截止阀焊圈排布板的新型加工工艺，为解决板类零件上高精度多孔加工问题提供参考。2、现有加工工艺分析^p。截止阀焊圈排布板的毛坯为铝板型材，经钻孔、粗铣、精镗孔、阳极氧化等几道工序后形成成品。板上的最大加工区域为横竖等距排列的99个阀体安装孔。如图2所示，这种阀体安装孔为圆柱形台阶孔构造，大端直径为16.1mm，小端直径为6mm，其中准16.1mm、深10mm的内孔尺寸精度和外表质量要求较高，且两阀体安装孔之间的左右和前后间距较小，使大端孔壁较薄，加工时容易变形，加工难度大。因此，如何高效、高精度地完成阀体安装孔加工，已成为保证截止阀焊圈排布板质量的关键。通过对现有消费工艺进展实际调研，发现现有加工工艺主要存在几个问题。〔1〕在钻孔和精铣镗阀体安装孔过程中，产生的铝屑非常多，且由于孔径较小，使排屑和冷却不畅，容易堵住加工孔，导致后续工序镗孔时孔径和孔壁外表粗糙度稳定性较差，刀具寿命短。为解决上述问题，采用分散加工工艺，先用钻床钻削底孔，然后在加工中心上粗铣、精镗孔。但这种分散加工工艺加工效率低，消费本钱高［1］。〔2〕由于采用分散加工工艺，导致装夹定位误差大，特别是在加工中心加工过程中，由于截止阀焊圈排布板面积较大，只采用四角四点压装，且截止阀焊圈排布板上阀体安装孔圆度偏向大，尺寸稳定性较差，导致需要经常检测，且需修改程序进展补刀加工，加工效率低［2］。〔3〕在加工中心上加工时，截止阀焊圈排布板直接由压板压装于工作台上，底面与工作台严密接触，导致阀体安装孔排屑不畅，铝屑堵塞在安装孔内，使清理铝屑时非常不便，费时费力，且吹出的铝屑容易给操作者造成眼部伤害。3、加工工艺改良。针对上述问题，笔者通过分析^p研究，对现有的截止阀焊圈排布板加工工艺进展了改良。〔1〕对原有的分散加工工艺进展优化，集中采用在加工中心上一次装夹，完成所有加工工序，以减小装夹误差，降低企业消费本钱［3—4］。〔2〕设计新型工装夹具，将传统的四角四点压装优化设计为区域化分块压紧。为便于截止阀焊圈排布板上的阀体安装孔排屑，进展分块压紧，分块加工，减小加工变形和尺寸误差，进步阀体安装孔尺寸的一致性［5］。此外，为确保加工时产生的铝屑顺利排出，进步排屑效果，减少孔内铝屑堵住的现象，对夹具内部进展优化设计，使孔内畅通，并且尽量保持清洁，确保后续镗孔时孔径的尺寸精度和孔壁外表粗糙度要求，提升刀具寿命和产品合格率。〔3〕改良设计台阶式单刃钻孔刀具，减少刀具数量，缩短换刀时间，提升加工效率。〔4〕优化设计准9.7mm中间孔加工工艺，采用定尺寸钨钢铰刀铰削加工替代镗孔加工，在保证加工精度的`同时缩短加工时间。改良后的消费加工工艺在车间小批量消费理论后，进展数据统计，发现改良后的消费加工工艺使消费质量和消费效率有明显进步，尤其是准16.1mm阀体安装孔尺寸稳定性较好，尺寸精度和外表粗糙度都到达了图纸要求。4、专用夹具研发。为了彻底解决传统工艺中存在的排屑不畅导致后续加工刀具损耗大、镗孔孔径尺寸稳定性和外表粗糙度差等一系列问题，笔者经过理论研究，设计了一套自吸式截止阀焊圈排布板专用夹具［6］。这一专用夹具主要包括夹详细、锁紧机构、进气机构和排屑装置。夹详细由45号钢经过铣削加工、热处理、平面磨削而成，夹详细的上外表排列设置有排屑孔、导柱孔和16个压装锁紧螺纹孔，排屑孔截面成漏斗形。夹详细的下外表开设有一个排屑空腔，排屑孔的下端与空腔相连，形成排屑通道。夹详细的前侧设置有一排进气孔，进气孔与空腔互相贯穿。各进气孔通过管道与进气机构相连接，由进气机构控制空腔内的气流大小。夹详细的后侧设置安装了一个排屑装置，排屑装置与空腔互相贯穿连接。夹详细上外表的左右两侧各设置有一组锁紧机构，可以实现安装时的快速锁紧［7］。使用时，夹详细通过锁紧机构快速固定在加工中心的工作台上，截止阀焊圈排布板放置于夹详细上，通过螺钉与16个压装锁紧螺纹孔连接，将截止阀焊圈排布板压装在夹详细上，使加工区域区块化，并通过螺钉定位实现快速定位装夹。截止阀焊圈排布板加工时，同时翻开进气机构和排屑装置，使高压气体由进气机构进入夹详细空腔内，形成气流，将钻孔所产生的铝屑快速带走，而后由排屑装置将被气流带出的铝屑快速搜集，使夹详细空腔内形成负压状态，确保钻孔所产生的铝屑可以快速下落，防止铝屑堵塞孔。5、钻孔刀具设计。为了满足新加工工艺的加工要求，缩短辅助时间，减少刀具数量，提升加工效率，保证截止阀焊圈排布板加工质量的稳定性和一致性，需要设计一款新型钻孔刀具［8］。截止阀焊圈排布板阀体安装孔为圆柱形台阶孔构造，孔径变化较多。在传统加工中，需要采用准6mm麻花钻、准9.5mm麻花钻、准9.7mm铰刀、准8mm立铣刀、准12mm粗精镗刀等多把刀具，换刀辅助时间较长，并且在钻孔过程中由于孔径较小、孔较深，经常出现钻头折断现象。由此可见，如何高效、高精度地完成阀体安装孔的加工，减少刀具的数量，成为保证截止阀焊圈排布板加工质量的关键点。为此，笔者设计了一款台阶式单刃钻孔刀具［9］，刀详细由三个台阶组成，刀具整体构造刚性较好。刀体的前段直径为6mm，中间段直径为9.5mm，后段直径为15.9mm。每个台阶上焊接有一片切削刀具，并在刀体上设置有一条螺旋槽，方便铝屑排出。在刀体的中心开设有三条刀具冷却通道，对应用于每个台阶上的刀片冷却，在冷却刀具的同时使铝屑不易堆积［10］。在台阶式单刃钻孔刀具试消费中进展数据统计，发现新钻孔刀具加工效率高，可实现三个台阶孔同时进展钻孔加工，节约了换刀时间，而且螺旋角度设计合理，排屑通畅，刀体冷却效果和加工精度稳定性好。数据显示，截止阀焊圈排布板加工精度100%符合图纸要求。6、总结。笔者通过实际消费理论研究，介绍了改良后的截止阀焊圈排布板加工工艺。改良后的加工工艺不仅可以有效保证截止阀焊圈排布板的加工质量，降低企业消费本钱，进步加工效率，而且可以防止因多道工序流转引发的质量问题，为截止阀焊圈排布板的全面自动化消费打下了良好的技术根底。经检验，由改良后新工艺消费的截止阀焊