关于产线加工销孔偶发性质量问题分析

关于产线加工销孔偶发性质量问题分析

蒋伟 李维 邹松林

中车株洲电力机车有限公司  湖南省株洲市  412000

[摘要]本文介绍产线设备加工制动盘安装孔时经常遇到的销孔偶发质量问题，通过分析原因寻找解决办法，有效解决加工过程中遇到的尺寸超差问题，使产品得到有效的质量控制，降低产品报废率，提高经济效益。

[关键词] 销孔尺寸超差质量控制

[前言]制动盘安装孔为均匀分布的24个孔，其中18个为Φ20公差为0.1mm的螺栓孔，6个为Φ25公差为0.052的销孔，Φ25销孔尺寸精度要求高，同时制动系统关乎列车行车安全，制动盘销孔尺寸超差则无法使用，增大了产品的制造成本，本文主要讨论如何在产线设备上对Φ25销孔加工进行质量控制，解决偶发性销孔尺寸超差问题。

1、主要技术参数

制动盘安装孔加工前清扫工作台，并检查工作台定位面，保证定位面以及工作台定位面无杂物、无异常，首件加工需对工作台定位面进行打表检查，保证定位面跳动0.02mm以内，校正产品内孔及辋面，校正误差在0.02mm以内。

2．工艺流程及存在问题

2.1制动盘Φ25销孔加工流程

钻制动盘销孔（用Φ24.7的钻头钻孔至6×Φ24.7（0，+0.1）mm），倒角（在Φ25各孔内外侧倒1×45°角，铰6×Φ25（0，+0.052）mm孔，保证粗糙度Ra3.2。

2.2目前产线设备加工Φ25销孔加工存在的问题

据统计近年来产线设备加工制动盘Φ25销孔尺寸超差较多，且尺寸超差成偶发性，每次超差为六个孔中的某一个，其余孔径尺寸正常，光洁度符合要求。制动盘是制动系统中非常重要的部位，装配尺寸要求高，对于尺寸超差的销孔只能用于组装特色要求的制动盘。但目前公司特殊要求制动盘组装量非常小，对于超差0.03mm的产品只能报废处理，带来了很大的成本损失。因此急需解决这一偶发性质量问题。

2.3销孔超差原因分析

（1）设备问题

    产线设备自2018年投入使用以来，目前已连续运行5年，产线为三班倒制作业模式，设备使用率高，刀柄与动力头接触面存在磨损，设备自带的刀具气密性检测经常出现误报警，因此设备维修人员调低了设备气密性检测压力值，这便导致有时会有细小的铁屑夹在刀柄接触面而气密性检测不能发现，更换铰刀后，铰刀中心线与孔中心线不重合，从而出现铰孔尺寸超差。

（2）刀片问题

目前产线铰孔采用的铰刀型号为830A-E06D2500H7S16可换铰刀头，为节约刀具费用成本，铰刀使用寿命根据三坐标检测数据而定，当孔径检测数据为Φ25+0.002时进行铰刀更换。根据每次Φ25尺寸超差时的数据观察，铰刀头使用个数大多为两百多件，铰刀使用个数较多，经分析可能存在刀片刃口磨损，切削时排屑性能降低，切削干扰致使孔径增大。

（3）切削液问题

铰削的切削细碎，易黏附在刀刃上，甚至挤在孔壁与铰刀之间，从而刮伤加工表面，使孔径扩大。铰削加工过程中，切削液对工件起到冷却、润滑、清洗等作用，状态良好且充分浇注的切削液可以降低切削温度，延长刀具使用寿命，提高工件表面质量。产品在加工过程中机床导轨润滑油类物质和产品二维码碎屑流入切削液水箱中，致使水箱表面形成一层厚厚的油屑混合粘稠膜，现有的油水分离器不能将其及时收集清理，粘稠膜覆盖水箱液面导致水箱形成缺氧环境，滋生厌氧菌。在这种环境中切削液极易变质，变质后的切削液使用效能下降，切削液的润滑、冷却性下降。同时切削液中的粘稠物随冷却系统进入冷却管道中易导致冷却管道堵塞，铰削过程中冷切液浇注不到位经分析刀具在加工过程中不能很好的进行降温容易产生积屑瘤从而导致产品加工尺寸超差。

（4）切削用量问题

在铰孔加工过程中，切削用量的选择非常重要。因为它不仅对铰孔加工过程中的切削力和摩擦程度都有影响，而且对孔加工的精度及表面粗糙程度都会产生不同程度的影响。铰削的余量不能过大或则过小，当余量过大时，就会增加铰刀齿的负荷和变形增大，切削热增加，使铰刀的直径胀大，加工孔径扩大。被加工表面呈撕裂状态，致使尺寸精度降低，表面粗糙度增加。切削余量也不宜太小，否则上道工序的残留变形难以纠正，原有刀痕不能除去，切削质量达不到要求。

3、销孔超差质量控制措施

3.1设备控制

对磨损较轻的刀柄接触面进行修磨，对磨损严重的刀柄进行更换。恢复使用设备气密性检测的高压模式，当刀柄接触面掉入细微碎屑时，设备能够通过气密性自检发现，从而确保更换刀具后孔径中心与刀具中心线重合，避免出现加工质量问题。

3.2刀具、刀片控制

定期检查刀具磨损情况，做好刀具的维护保养。同时根据超差产品出现时的刀片使用寿命数据统计，将原有的将刀具使用寿命根据产品加工尺寸进行寿命添加的方式，改为固定寿命设置，设置铰刀头使用寿命为210次/件。

3.3切削液问题的控制

通过改善购置一个切削液水箱液面垃圾收集器，收集切削液表面的油屑混合粘稠物，减少因粘稠物造成的设备冷却管道堵塞而引起的切削过程中冷却不到位的情况。同时收集器具备充氧功能，实时给切削液补充氧气，延长切削液使用时间，保证切削液使用效能。

3.4切削用量的设置

目前产线现有设备加工Φ25销孔采用Φ24.7钻头钻孔然后使用型号830A-E06D2500H7S的铰刀头铰孔，铰孔余量0.3mm，转速800，给进600。根据资料查询得知孔径Φ21—Φ32，切削余量0.3mm较为合适。高速钢铰刀铰削钢件时V≦8m/min能得到较小的粗糙度值，同时能避免切削时产生积屑瘤，减少切削热及变形而导致的尺寸超差。因此将切削用量设置为：转速1000，进给600 。

[结束语]

通过对可能造成铰孔尺寸超差的原因进行分析及采取一些改进措施，较好的避免了铰孔尺寸超差问题的发生，降低了加工成本。

[参考文献]

1.技工学校机械类通用教材编审委员会编.钳工工艺学。北京：机械工业出版社，1993

2.提升机械数控加工的有效措施。2016（04）：3-4