【名片】
名稱:煙槍入口,ZL28型高速纖維濾棒成型機組中的一種核心零件。
作用:與煙槍部件一起完成纖維的收縮與濾棒的成型。
加工難點:煙道槽的復合曲面輪廓度要求為0.01毫米,煙道槽的中心即濾棒被卷制成型中心與底面的尺寸公差要求控制在0.02毫米內(nèi),加工難度很大;直槽加工易變形,臺階平面粗糙度要求Ra0.4,難以保證。
煙槍入口是許昌煙草機械有限責任公司ZL28型高速纖維濾棒成型機組的一種核心零件。長方體的煙槍入口,外形尺寸比A4紙略小。兩條煙道槽由窄到寬呈喇叭狀,對稱分布在一條直槽的兩側(cè)。
零件采用進口模具鋼ASSAB88(一勝百)材料,淬火硬度為HRC60,屬于淬硬件的加工。其設計簡約卻不簡單,精度要求高,多處公差要求均在0.012毫米以內(nèi),多處粗糙度高達Ra0.4。核心結(jié)構(gòu)煙道槽是一種復合曲面,加工難度非常大。過去,它雖被列入公司進口件國產(chǎn)化名單,但仍主要依靠進口。
受疫情影響,包括煙槍入口在內(nèi)的進口件采購周期一再延長,嚴重影響了公司產(chǎn)品進度,成為公司制造領(lǐng)域的“卡脖子”環(huán)節(jié)。如何打通“煙槍入口”成為擺在許昌煙機公司面前的緊迫任務。
今年2月16日,許昌煙機公司成立由生產(chǎn)技術(shù)部王紅賓和機加車間謝陽陽牽頭的聯(lián)合攻關(guān)小組,迅速展開了對煙槍入口的技術(shù)攻關(guān)工作。
煙道槽的加工是煙槍入口制作的關(guān)鍵。要保證煙道槽底部直徑公差及喇叭口處輪廓度公差要求,不僅要考慮半精加工后余量問題,還要考慮刀具在加工過程中的磨損因素。半精加工后的余量太多,在精加工時會使刀具產(chǎn)生“讓刀”的現(xiàn)象。編程高手王紅賓經(jīng)過實踐和摸索,找到了確定余量的依據(jù),即根據(jù)球刀直徑的大小留出精加工余量,最大限度避免精加工時產(chǎn)生“讓刀”現(xiàn)象。針對刀具在加工過程中磨損的問題,他根據(jù)加工過程中刀具磨損的狀態(tài),在CAM編程軟件中以0.005毫米的階次來調(diào)整刀具參數(shù),滿足了煙道槽所需的公差要求。
為了穩(wěn)定和降低煙道槽的粗糙度,科學設置刀具加工的“步距”很重要。“步距”太大了會降低零件加工面的粗糙度,“步距”太小了會延長零件的加工時間,所以合理的“步距”至關(guān)重要。他根據(jù)零件的粗糙度值及球刀直徑大小計算出了一個合理的“步距”,既提高了零件的粗糙度,又縮短了零件的加工時間。
為保障煙槍入口的外觀質(zhì)量,王紅賓采用了CAM軟件“引導曲線”的加工策略,生成的刀路軌跡即流暢又美觀,減少刀具在加工過程中“切入、切出”的次數(shù),有效避免了煙道槽輪廓面出現(xiàn)“斑點”的情況。
零件的加工任務自然地落在了機加車間高級技師朱潤濤的身上。淬火后的零件硬度高,加工難度大,高精度零件的精加工道序更是難上加難。因為不論是曲面還是平面,淬硬件加工起來都不是平常的一是一、二是二。對于煙槍入口的煙道槽,即使是在淬火之前的粗加工、半精加工階段,朱潤濤已經(jīng)按照工藝規(guī)程和數(shù)控程序,預留的精加工余量不多不少剛合適,但在精加工環(huán)節(jié),一個煙道槽僅僅0.25毫米的余量還是足足加工了二十多遍。兩個煙道槽,他一共加工了近8個小時才完工。
朱潤濤使用D4超硬球頭銑刀來銑削淬硬曲面。“硬”碰“硬”加上主軸的三軸聯(lián)動,銑削狀況和平常的加工截然不同:明明下刀“吃”下去的是0.05毫米,但零件并沒有少0.05毫米,有時候是少0.03毫米,有時候是少0.04毫米,加工狀態(tài)忽上忽下很不穩(wěn)定。而零件的尺寸公差要求為0.012毫米,這樣來精加工高精度零件,無異于在報廢的邊緣行走,復合曲面的尺寸公差、形位公差的保證根本無從談起。
朱潤濤有耐心。他知道沒有捷徑,只能用最笨的辦法來解決這個棘手的難題,也就是反復加工、反復測量,一次次摸索規(guī)律、總結(jié)經(jīng)驗。經(jīng)過幾個小時的努力,他終于找到了竅門,試探出了一個尺寸需要“吃”幾遍才能真正符合要求。找到了規(guī)律,剩下的就是耐心細心地一刀一刀地銑削。
最難的曲面艱難拿下后,臺階平面卻出現(xiàn)了意外。朱潤濤用超硬銑刀剛銑了一刀,平面上就出現(xiàn)了像梯田一樣一道一道的細紋,粗糙度超差零件也是要報廢的!看來,使用正常的刀具不行。他索性改用球頭刀,也就是使用加工煙道槽一樣的刀具來精加工平面。當然,加工速度也是緩慢如蝸牛爬行,一個平面竟然加工了120多分鐘。慶幸的是,銑出來的平面細紋消失了,完美地保障了圖紙的設計要求。
然而,“按下葫蘆又起瓢”,直槽銑削在加工過程中變形了,長條形的直槽變成了一頭大一頭小的喇叭狀。朱潤濤沒有氣餒,淬硬零件精加工狀態(tài)頻出屬于正常現(xiàn)象。他采用超硬銑刀,還是用最笨的辦法:一個尺寸反復加工,用紅外線探頭和量塊反復測量,一點點摸索、計算出“讓刀量”,保證了銑削出的直槽直線度、對稱度符合公差要求。
功夫不負有心人,歷時3個月的努力,5月12日,試制出的三件國產(chǎn)化煙槍入口零件合格率100%,全部入庫待用。
煙槍入口零件技術(shù)攻關(guān)的成功,節(jié)約了產(chǎn)品成本,降低了進口件對公司產(chǎn)品的影響,增強了公司攻克類似“卡脖子”問題的信心 。該零件成功攻關(guān)的經(jīng)驗被推廣應用后,大大提高了該零件其他規(guī)格的加工質(zhì)量和加工效率。