一种电阻支撑管的加工工艺设计

引言

电阻支撑管是断路器产品灭弧组件装配中起连接和支撑作用的重要零件,其结构性能和工艺参数的好坏对断路器灭弧组件的产品性能具有较大影响。由于此类产品国内工艺技术不是很成熟,没有类似生产经验和工艺文件指导,电阻支撑管加工生产有一定难度。车间接到生产任务后,集思广益,通过综合分析零件材料、图纸尺寸和形位公差要求、车间现有设备水平等因素,提出了一套经济、实用、合理的加工方案。

本文以Lw-550/T5000-63型号灭弧组件装配的配套电阻支撑管为研究对象,通过分析图纸,结合现有零件加工技术经验,详细介绍了零件的加工方法,指出并解决了加工中遇到的难点和问题。

根据图纸,结合经验和创新,确定工序及其组合,设计零件从毛坯到成品件的工艺过程,称为工艺设计,工艺设计的结果是工艺路线。在实际应用中,工艺路线的确定会因工艺人员的经验水平和现有工艺装备水平而有所差异,本文主要介绍零件加工的可行性和工艺性。

1图纸分析

图1所示为电阻支撑管图纸,材料选用具有良好综合机械性能的中碳调质结构钢小160圆钢35CrMo(123-1)棒料。该电阻支撑管的主要工作部分是两端法兰结构,中间部分起支撑和连接作用,其中小52通孔的主要作用是使零件在满足强度要求的前提下尽量做到轻量化。

综合分析图纸:零件总长381mm,内孔为通孔,钻车加工可能会颤刀影响加工精度或有接刀痕:零件需调质处理,为达到期望的热处理效果且满足零件的几何尺寸和形位公差要求,调质前后应有粗精车工序:两端外圆均有170二、R40倒角和R8圆弧,起到加强筋的作用,应注意圆滑过渡:两端凸台外圆要求同轴度小0.05,难度较大,这是该件工艺路线制定工作的重点。另外,两端凸台为非对称结构,加工时需注意尺寸参数设定。

2工艺设计

根据调质件加工的技术经验,调质前粗加工为调质后精加工留余量在3~4mm(直径尺寸)即为合理,35CrMo属于高淬透性钢[2],留量可以大些,由于此件尺寸的不规则性,详述工艺分析如下:

(1)由于工件总长365+8+8=381mm偏长,调质后硬度较高,内孔精加工困难,综合考虑零件的工艺性能和加工难度,小52内孔调质前车成,不留余量。调质后通过酸洗去除氧化皮,并紧随一道驱氢工序防止氢脆缺陷。

(2)零件外圆有170二倒角,不是规则圆柱结构,该处粗加工时可先粗车成小90规则圆柱面,按最大外圆尺寸为精车留余量。

(3)总长方向留精加工余量,粗车总长尺寸为383mm。

(4)两侧法兰面为精加工留量,粗车时保证厚度尺寸为29mm。

(5)由于工件尺寸、质量偏大,为避免零件伸出过长造成翘曲和装夹不稳,粗加工时应用中心架工装,一夹一架装夹。

(6)通过选择恰当的精基准、确定合理的工艺参数和加工顺序,保证零件两端凸台外圆同轴度小0.05。详述如下:精车时,先用普车设备,两顶,一次装夹,半精车两端法兰外圆为小155作为精车基准I,保证同轴度小0.03:同时精车两端面约2mm,垂直度小0.03,作为精车基准Ⅱ。随后用数车设备,三爪夹外圆并靠端面精基准,一夹一顶,加工其他部分,此时保证图纸中两端凸台外圆小0.05的同轴度。值得注意的是,两顶加工前,两端孔口要分别加工出2×60二的顶尖孔,作为两顶的工艺基准。为使表达直观,调质前后普车工艺附图如图2所示。

(7)两端法兰面上的8×小13均布孔在卧式加工中心用V形块一次装夹完成。

综上,该零件的加工工艺路线安排为:下料→调质前粗车二调质二酸洗去氧化皮二驱氢二调质后精车(普车、数车)二加工中心钻均布孔二钳毛去尖角毛刺二按技术要求磷化、刷漆。

通过对电阻支撑管工艺路线安排过程的反思,我们总结出以下经验:

(1)接到生产任务后,首先要阅读零件图和装配图,熟悉零件的用途和工作条件,全局把握图纸结构和尺寸要求,分析是否能降低加工难度或改善零件的结构工艺性:

(2)某些形位公差要求严的重要结构,一次加工很难满足要求时,可以考虑辅助合理的工艺措施或分步、分设备、分阶段逐步完成:

(3)为解决电阻支撑管的加工难题,本文工艺制定时考虑了材料的热处理性能、酸洗驱氢的化学去氧化皮方法、中心架支撑工装、工艺参数和加工顺序优化等多方因素,涉及学科丰富,这说明一个好的工艺人员应涉猎多学科,在实际经验中努力提升专业素质。

3结语

本文针对特定零件的加工问题主要提出了调质前粗加工、调质后精加工、利用中心架装夹、两顶装夹、分步分设备加工等解决方法,本加工工艺已应用于车间实际,产品生产质量稳定。实践证明,本文提出的工艺方案以及相关问题的解决措施合理可行,具有一定的生产指导性。同时,本文提出问题、解决问题的思路具有一般性,可供初学者参考借鉴。