0 引言
在工程的實(shí)際生產(chǎn)中，單件小批量生產(chǎn)占有相當(dāng)大的比例，尤其是配件的制造和修理，多為單件或單臺(tái)生產(chǎn)。單件小批制造主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
(1)零件形狀差別大，技術(shù)條件要求高，可比性差；
(2)數(shù)量少，很少甚至沒(méi)有互換性要求；
(3)尺寸和精度有時(shí)往往超出工廠機(jī)床的加工精度和范圍。
針對(duì)其特點(diǎn)，為了滿(mǎn)足生產(chǎn)中的新要求，提高工藝員的工藝水平，本文就當(dāng)前單件小批加工的幾種實(shí)用工藝方法進(jìn)行研究，最終達(dá)到降低制造或維修成本的目的。
1 正確選用加工基準(zhǔn)
在進(jìn)行零件的加工時(shí)，合理選用基準(zhǔn)不僅可以保證零件表面之間的位置精度要求和加工表面的精度，可以方便零件的加工，同時(shí)可以降低加工成本。
1.1 增加輔助基準(zhǔn)
當(dāng)工件上沒(méi)有合適的加工基準(zhǔn)或者當(dāng)零件尺寸較大時(shí)，采用現(xiàn)有機(jī)床無(wú)法加工時(shí)，為了立足于工廠的現(xiàn)有設(shè)備限制，滿(mǎn)足實(shí)際的加工需求，降低生產(chǎn)成本，有必要在工件上增加輔助基準(zhǔn)，當(dāng)工件加工完成后，去除輔助基準(zhǔn)即可。
圖1(a)所示為某型號(hào)大連桿，其中心距為1200±0.1mm，而車(chē)間現(xiàn)有的鏜床工作臺(tái)對(duì)主軸最大移動(dòng)距離為800mm，顯然其尺寸超出了超出鏜床的加工范圍。為了節(jié)省加工成本，利用現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行加工，可以在前道工序中增加一個(gè)輔助基準(zhǔn)環(huán)，如圖1(b)所示。加工時(shí)，在現(xiàn)有鏜床上，兩次找正裝夾鏜加工孔，就可以保證中心距1200±0.10的要求。待連桿加工完后，車(chē)削掉輔助基準(zhǔn)環(huán)即可。
圖1 某型號(hào)大連桿
1.2 互為基準(zhǔn)
當(dāng)零件表面位置之間位置精度高、余量較小時(shí)，可采用互為基準(zhǔn)。閥片類(lèi)零件屬于薄壁零件，磨削易變形，同時(shí)加工余量小，因此對(duì)其加工工藝提出了要求。圖2所示為某閥片，其尺寸為Φ120×1.2±0.02mm，技術(shù)要求為：兩端面平面度0.005-0.01、平行度0.01～0.02，粗糙度Ra0.4，材料為3Cr13、4Cr13。可見(jiàn)對(duì)閥片的平面度要求較高，用常規(guī)的磨削工藝難以保證閥片的平面度。如果采用互為基準(zhǔn)法精磨，可以達(dá)到圖紙要求的平面度。
圖2 閥片加工工藝示意圖
具體步驟如下：
(1)選擇一個(gè)精平面磨床，同時(shí)選擇合格的磨料，硬度低、粗粒度，組織要松，必要時(shí)可在砂輪上開(kāi)槽；
(2)選用較小的垂直進(jìn)給量(單行程不超過(guò)0.01mm)及小的橫向進(jìn)給量進(jìn)行磨削；
(3)將粗磨后的閥片裝夾在圖2所示的A面，以A面為粗基準(zhǔn)磨削另一端面，磨削達(dá)到表面粗糙度要求；
(4)以A面為精基準(zhǔn)，精磨另一端面，直至達(dá)到圖紙要求，磨削過(guò)程中必須充分地冷卻，防止工件灼傷。
1.3 用加工好的表面作基準(zhǔn)
在實(shí)際的生產(chǎn)中，常有相互配合的零件，如錘桿和錘套，這類(lèi)零件的加工就可采用已加工好的表面作基準(zhǔn)來(lái)加工。
圖3所示為錘桿和錘套，其加工要求為：錘套外圓(Φ150)對(duì)內(nèi)錐孔(錐度1:25)同軸度誤差不超過(guò)0.05，內(nèi)外錐度面積大于80%。采用如下的工藝方法即可完成對(duì)錘桿和錘套的加工。
(1)調(diào)整車(chē)床靠模板，裝夾錘桿，車(chē)削1:25錐面并拋光至Ra1.6以上。調(diào)整好的靠模板角度不要變動(dòng)，卸下錘桿；
(2)裝夾粗車(chē)好的錘套，用同一靠模板車(chē)削錘套1:25內(nèi)錐面。注意：車(chē)削外錐面時(shí)，裝正刀、開(kāi)正車(chē)、正面進(jìn)刀；車(chē)削內(nèi)錐面時(shí)，裝正刀、開(kāi)反車(chē)、反面進(jìn)刀；
(3)加研磨膏對(duì)研內(nèi)外錐結(jié)合面，保證接觸面積。清洗零件；
(4)錘桿裝夾在車(chē)床上，錐套用木榔頭敲緊在錘桿錐面上，車(chē)削錘套 外圓，并拋光到Ra1.6以上，保證同軸度。
圖3 錘桿錘套結(jié)構(gòu)示意圖
2 合理選擇加工方法
2.1 組合加工
銷(xiāo)控是零件定位孔，位置度要求高，一般必須用高精度鏜床加工才能保證。但若構(gòu)件 (如減速器箱體) 尺寸大，不要求互換，只是零件位置要求高時(shí)，可以采用組合加工銷(xiāo)控。既能保證零件位置度，又可降低生產(chǎn)成本。
減速器箱體一般分為上箱蓋和下箱體，為了保證加工精度，必須采用組合加工。
首先，以軸承孔中心線為基準(zhǔn)劃線加工上、下箱體結(jié)合面、端面、側(cè)面、底面；
其次，刮研上、下箱體結(jié)合面；
再次，用螺栓固定好組合好的上下箱體并作定位銷(xiāo)控；
最后，精細(xì)加工組合長(zhǎng)寬高的基準(zhǔn)平面，鏜軸承孔即可滿(mǎn)足圖紙要求。
2.2 配作
配作是一種廣泛用于配合精度要求高、單件和小批生產(chǎn)的工藝方法，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。所謂配作，就是先加工好一個(gè)零件的配合尺寸（如軸孔配合的孔），然后按已加工零件的實(shí)際尺寸為基數(shù)，根據(jù)配合性質(zhì)的要求，再加工與之相配合的零件。其優(yōu)點(diǎn)是保證圖紙規(guī)定的配合精度下，可以最大限度地?cái)U(kuò)大相互配合零件的公差帶，從而降低了制造精度和成本。
機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程或者設(shè)備大修中，由于數(shù)量小，絕大多數(shù)是單件，沒(méi)有互換性要求，為提高生產(chǎn)效率，節(jié)約制造成本或受工藝要求限制，常采用配作的工藝方法。例如：絲母按絲桿配車(chē)，氣錘活塞環(huán)按缸配作，導(dǎo)軌面配刮等。這種工藝方法優(yōu)點(diǎn)是既能保證零件功能和精度，又能降低成本，縮短修理周期。
2.3 配制公差加工
公差是機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的要素之一，特別是對(duì)于金屬切削加工，幾乎都有公差要求。當(dāng)零件尺寸較大、公差等級(jí)較高、單件小批生產(chǎn)時(shí)，一般采用配置公差加工。
所謂配置公差，即在工藝安排時(shí)，先加工一個(gè)零件，按先加工好的零件尺寸配制另一個(gè)零件公差。這樣可以在保證零件配合要求的同時(shí)，降低了加工難度和零件報(bào)廢品率。例如火藥攪拌器就是先加工底座和立柱，再按照立柱尺寸制造橫梁。
需要注意的是，配制公差加工與配作是有區(qū)別的：配作能擴(kuò)大制造公差，降低技術(shù)要求，而配制公差只涉及零件尺寸公差，其它技術(shù)要求不降低。
3 注意零件結(jié)構(gòu)工藝性
良好的工藝性不僅方便加工或者裝配，還可以降低制造成本。在進(jìn)行設(shè)備的裝配時(shí)，有必要全面認(rèn)真消化圖紙，正確理解設(shè)計(jì)思想，當(dāng)部分零件設(shè)計(jì)不合理或者存在缺陷導(dǎo)致無(wú)法裝配或者設(shè)備性能降低時(shí)，在保證零件使用要求的前提下和設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)更改。
如氣缸所用活塞(圖4(a))，在其設(shè)計(jì)中，沒(méi)有Φ4和Φ8孔，活塞環(huán)材料為35號(hào)鋼，主氣缸材料HT250鑄鐵。在氣錘大修時(shí)，發(fā)現(xiàn)氣缸磨損嚴(yán)重，捶打無(wú)力。因此在維修時(shí)，將活塞改成如圖4(b)所示結(jié)構(gòu)，活塞環(huán)材料也改用聚四氟乙烯，這樣使氣缸磨損大大減緩，延長(zhǎng)了設(shè)備大修周期，保證了設(shè)備使用。
圖4 活塞結(jié)構(gòu)示意圖
再如，煙氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子是用螺栓(GH4169)將一、二級(jí)輪盤(pán)和軸連接成一體，螺栓必須具有足夠預(yù)緊伸長(zhǎng)量，才能保證輪盤(pán)端面摩擦力矩大于傳遞額定功率所需力矩。在進(jìn)行圖紙分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，螺栓孔和螺栓外圓是同一基本尺寸，公差帶選用H/h配合，導(dǎo)致螺栓和螺栓孔無(wú)法裝配。通過(guò)和設(shè)計(jì)人員商量，進(jìn)行裝配要求的修改，使螺栓孔和螺栓有0.2-0.3mm間隙。通過(guò)溫差法裝配，測(cè)量螺栓伸長(zhǎng)量達(dá)設(shè)計(jì)圖紙要求，因此采用此方法合理。
4 結(jié)論
合適的工藝方法不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少工藝過(guò)程，還可以降低生產(chǎn)成本。上述幾種實(shí)用工藝方法是我廠多年來(lái)設(shè)備制造和維修中要不斷摸索、類(lèi)比、借鑒、積累和總結(jié)出來(lái)的，通過(guò)這些工藝方法的運(yùn)用，不僅滿(mǎn)足了新的工藝要求，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
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