鉆床孔加工偏移借料的定量與改進(jìn)
2016-9-9 來源：青島市機(jī)械技術(shù)學(xué)校山東青島 作者：孟令川
【摘要】許多單孔、多孔的套類、連桿、箱體等鑄件，由于制造工藝和技術(shù)水平等因素的影響，造成孔位變形、變位、孔距變化、壁厚不均、裂縫、缺口、縮孔、歪斜、偏心等鑄件缺陷。因此，在加工、劃線中必須借料才能保證加工質(zhì)量。在現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)中，借料往往采用多次試劃法、定性分析來確定。本文采用定量判斷法，運(yùn)用借料量的具體表達(dá)式進(jìn)行借料，在實(shí)際使用中效果較好。
【關(guān)鍵詞】鉆床加工； 定位孔； 定量判斷
一、前言與背景
本人通過青島市范圍內(nèi)各大鑄造廠和機(jī)械制造廠的初步調(diào)查：不正確借料造成的報廢占整體加工過程中報廢70%以上，因此對這些形狀復(fù)雜的件，除了在加工中借料外，還必須在劃線中借料。如果在劃線中能通過正確借料，那么在加工中就能保證技術(shù)要求，不出現(xiàn)報廢品。如果通過劃線借料不能保證加工要求的，就直接報廢，不必要下道工序的加工，造成人、財(cái)、物、機(jī)、具等資源的浪費(fèi)。
二、定量判斷法的表達(dá)式
（一)套類鑄件的定量判斷表達(dá)式。
比如一的圓環(huán)是一個鑄件的毛坯，其內(nèi)外圓都要加工，由于鑄造原因造成內(nèi)外圓偏心較大，需要內(nèi)外圓同時借料才能確定。設(shè)圓環(huán)毛坯尺寸，外圓直徑d1ˊ,內(nèi)孔直徑D2ˊ，最大壁厚為hmax，最小壁厚為hmin，設(shè)加工后外圓直徑為D2，內(nèi)孔為d1，見下圖一。，設(shè)外圓單邊加工余量為δ1、內(nèi)孔單邊加工余量為δ2，借料后外圓最少加工余量為δ1min， 內(nèi)孔最少加工余量為δ2min，，斜線部分為加工余量，內(nèi)外圓中心偏心量為a，見下圖一。
不借料劃線時，見上圖二，加工后工件出現(xiàn)偏心，不能保證產(chǎn)品要求。
采用借料劃線時，見上圖三。
1.確定偏心量a
根據(jù)圖3 列方程：
hmax+(D1ˊ/2 - a)= D1ˊ/2+ hmin+a解得：a=(hmax-hmin)/2
2.根據(jù)a 判斷能否借料
假設(shè)圓環(huán)借料后如下圖所示：
①若δ1min<0 或δ2min<0， 或hmin<h 標(biāo)（h 標(biāo)為加工后的要求壁厚)則不能借料，此時即δ1-x<0 或δ2-（a-x)<0,解此不等式得a>δ1+δ2,因此，不能借料的條件是a>δ1 +δ2 或hmin<h 標(biāo)②若δ1min=0 或δ2min=0 或hmin=h 標(biāo)時雖能借料但屬于危險品
③若a<δ1 +δ2 或hmin>h 標(biāo),則能借料
（二)箱體、連桿等兩孔距偏小或偏大的借量定量判斷法，現(xiàn)簡單分析如下：
現(xiàn)有一箱體兩軸承孔，毛坯孔距為Bˊ。要求孔距B0，毛坯狀態(tài)時，兩孔距偏小，偏小量為a，兩孔加工余量為δ1、δ2，現(xiàn)按三種情況分別劃線如下圖示：
毛坯劃線狀態(tài) 不借孔距劃線
2)保證孔距前提下，借一孔劃線3)保證孔距前提下，借兩孔劃線根據(jù)上圖三種劃線情況：
第一種情況：不借料劃線需能保證合理的加工余量，但不能保證孔距B0。第二種情況：一般劃線法，需能保證孔距和一孔加工余量，但另一孔無加工余量。第三種情況：采用借料劃線法，既能保證孔距，又能滿足兩孔的加工余量。
1.確定兩孔距變化量a，毛坯孔距為B0ˊ與圖紙要求孔距為B0 之差，即a= B0ˊ- B0，當(dāng)a>0，孔距偏大，當(dāng)a<0，孔距偏小。
2.根據(jù)a 判斷能否借料
①若a>δ1+δ2，則不能借料；
②若a =δ1+δ2，即δ1min=0, δ2min=0,雖能借料，但不能絕對保證加工要求，屬危險品；
③若a<δ1+δ2，則通過借料，才能保證加工要求。借料也有兩種情況：
A.當(dāng)a<δ1 和δ2 中的大值者，則可以一孔借料，借料量為a，另一孔不借料。
B.當(dāng)δ1 和δ2 大值者≤a<δ1 +δ2 時，則必須兩圓同時借料，才能保證加工要求，那么往哪個方向借料，借料范圍多少？ 最佳借料多少呢？
3.確定借方向，借料范圍，最佳借料量
①借料方向
當(dāng)a= B0ˊ- B0>0 時，兩孔同時向內(nèi)借料，當(dāng)a<0 時，兩孔同時向外借料。
②確定借料范圍和借料量
根據(jù)圓環(huán)的分析，同理兩孔的借料范圍為a-δ2 <x<δ1(x 為O1 孔向右借料量)借料量表達(dá)式X=a/2 +(δ1-δ2)/2(δ1、δ2 為單獨(dú)狀態(tài)不借料時的單邊加工余量)。
現(xiàn)把兩種借料定量判斷法總結(jié)如下：
兩孔距變化量a=B0ˊ-B0若a>δ1 +δ2,則不能借料，此時為報廢品；
若a=δ1 +δ2 此時為危險品；
若a<δ1 +δ2 時，此時可以通過借料保證加工要求，借料量為：X= a/2 +(δ1-δ2)/2借料方向?yàn)閮煽淄瑫r向中心靠。
借料范圍為：a-δ2 <x<δ1
當(dāng)a<δ1 、δ2 中的大值者，可利用一孔借料另一孔不借料，取δ1、δ2 中的大值的孔借料，也可以兩孔同時借料，最好的借料是兩孔同時借料。
當(dāng)δ1、δ2 中的大值<a<δ1+δ2，則必須兩孔同時借料，否則不能保證加工要求。
（三)三角形的三孔借料法，借料方法同上，在確定第三孔中心時， 先確定兩孔的借料點(diǎn)， 再確定第三孔的借料點(diǎn)。以O(shè)1O3ˊ、O1O3〞劃圓弧得到交點(diǎn)O3 即為第三孔的借料點(diǎn)。
三、借料的定量判斷法改進(jìn)后的推廣應(yīng)用及效果
我們把這種方法從在教學(xué)中每年向?qū)W生推廣，學(xué)生畢業(yè)后在實(shí)際工作中運(yùn)用此法感覺簡單、方便，便于掌握，減少許多借料中的誤區(qū)，提高工作效率，降低了產(chǎn)品報廢率，通過與各企業(yè)相關(guān)技術(shù)工人技術(shù)交流，把此法推廣給他們，他們也得到了積極的采用。
通過運(yùn)用此法與不運(yùn)用此法的調(diào)查，得出如下調(diào)查結(jié)論：同一坯件劃線時間降低一倍以上， 勞動調(diào)度降低一倍以上，劃線效率提高50%以上，對工人的綜合技術(shù)素質(zhì)降低要求，產(chǎn)品的報廢降低30%以上。
當(dāng)然，運(yùn)用定量判斷法還需要定性分析，也有必要一定的試劃法和調(diào)整法，將此法應(yīng)用于多孔距偏心借料，有待進(jìn)一步探討。
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