近年來(lái)，常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司機(jī)械制造向著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，生產(chǎn)加工煙機(jī)零件的精度日益提高，因此，攻克鋁制薄壁零件加工難題被提上日程。

鋁制薄壁零件因薄壁結(jié)構(gòu)受熱，經(jīng)常出現(xiàn)局部變形及尺寸難以精度控制等現(xiàn)象。今年年初，常德煙機(jī)公司技術(shù)部門、質(zhì)檢部門和生產(chǎn)車間聯(lián)合成立QC小組開展攻關(guān)，以提升圖號(hào)為1MTB45000702的鋁板零件加工合格率為目標(biāo)，提出總體加工方案，探索出滿足鋁制薄壁零件加工刀具路徑的通用規(guī)則。

QC小組組長(zhǎng)邢國(guó)發(fā)現(xiàn)，該零件是一種典型的形狀復(fù)雜的鋁制薄壁零件，屬于新型卷接機(jī)組中的重要零件。現(xiàn)有資料顯示，目前國(guó)內(nèi)也沒(méi)有針對(duì)鋁制薄壁零件機(jī)械加工的通用法則。

根據(jù)不同工況，過(guò)去各單位大多嘗試通過(guò)調(diào)整對(duì)稱的壓緊力、設(shè)置合適的切削參數(shù)進(jìn)行加工。但這些方法難度高，且廢品率居高不下，鋁制薄壁零件加工方法亟待完善和升級(jí)。

鋁制薄壁零件大多為整體尺寸較大的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)，機(jī)械加工及裝夾比較困難，同時(shí)由于零件的外廓尺寸遠(yuǎn)大于截面尺寸，整體剛性較弱，零件在加工過(guò)程中受切削力、夾緊力、切削熱以及材料內(nèi)部殘余應(yīng)力等因素的影響，常出現(xiàn)變形，從而嚴(yán)重影響加工質(zhì)量。在試制過(guò)程中，他們多次因鋁制薄壁零件平面度差而未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

制作出合格的鋁制薄壁零件已不算易事，總結(jié)出一套對(duì)加工產(chǎn)生影響的操作規(guī)律更是難上加難。立足實(shí)際，QC小組集思廣益形成了初步研發(fā)思路：重點(diǎn)探索下刀點(diǎn)與零件、刀具軌跡與零件的變形關(guān)系，并在這一基礎(chǔ)上優(yōu)化加工操作使其普遍適用。

為保證后續(xù)加工順利推進(jìn)，小組成員對(duì)方案的可行性進(jìn)行分析。他們首先對(duì)鋁制薄壁零件展開可制造性評(píng)價(jià)，通過(guò)整合現(xiàn)有制造資源，從形狀、尺寸、公差、表面質(zhì)量要求等方面對(duì)零件設(shè)計(jì)模型進(jìn)行全方位分析，找出設(shè)計(jì)模型中易導(dǎo)致質(zhì)量缺陷的因素，指導(dǎo)研發(fā)設(shè)計(jì)人員及時(shí)優(yōu)化零件設(shè)計(jì)。

隨后，小組成員利用計(jì)算機(jī)模擬加工軟件對(duì)零件三維模型進(jìn)行虛擬加工，通過(guò)CAD建立精確模型，規(guī)劃下刀點(diǎn)和刀具軌跡，利用有限元分析技術(shù)進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析。他們?cè)谀M不同下刀點(diǎn)和軌跡的切削過(guò)程中評(píng)估變形情況，并根據(jù)仿真結(jié)果優(yōu)化下刀點(diǎn)和軌跡設(shè)計(jì)。通過(guò)不斷調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，最終他們檢測(cè)得出，加工出的零件變形量均在0.005mm以內(nèi)，目標(biāo)可實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)前期可行性論證與調(diào)查，小組成員敲定了最終的總體加工方案：采用五軸加工中心對(duì)零件進(jìn)行加工，利用刀五軸的轉(zhuǎn)動(dòng)加工斜面，用壓板將工件壓在工作臺(tái)面上，一次裝夾完成多步工序，簡(jiǎn)化操作，控制誤差。

零件加工精度直接影響整機(jī)性能，每個(gè)加工環(huán)節(jié)都馬虎不得。在現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床中，從生產(chǎn)參數(shù)上看，馬泰克五軸加工中心和米克朗五軸加工中心均可對(duì)鋁制薄壁零件進(jìn)行試加工。技術(shù)員和設(shè)備操作人員細(xì)致對(duì)比兩者定位精度、尺寸和轉(zhuǎn)速后，決定采用加工精度更符合設(shè)計(jì)要求的馬泰克五軸加工中心進(jìn)行試制，力求用精湛工藝把產(chǎn)品做到極致。

同時(shí)，他們選取具有鋒利、耐用、線速高等特點(diǎn)的硬質(zhì)合金立銑刀作為加工刀具，通過(guò)小端下刀從外向內(nèi)的走刀路徑完成外形加工，最大程度減少了加工變形量。

凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。充分的技術(shù)準(zhǔn)備為鋁制薄壁零件試制打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。僅用了一周時(shí)間，首件試制鋁制薄壁零件1MTB45000702被加工生產(chǎn)完成。經(jīng)檢測(cè)，零件全部尺寸均滿足圖紙要求和工況需求，攻關(guān)目標(biāo)圓滿完成。

“成本投入不過(guò)2000元，單價(jià)零件加工可節(jié)約人力成本、加工費(fèi)用17400元，有效降低了生產(chǎn)成本?！痹诮谡匍_的創(chuàng)新攻關(guān)復(fù)盤會(huì)上，邢國(guó)總結(jié)道，“這次的技術(shù)攻關(guān)不僅統(tǒng)一細(xì)化了鋁制薄壁零件加工的方法標(biāo)準(zhǔn)、操作指標(biāo)、規(guī)范流程，還提升了加工效率，為數(shù)字化工廠建設(shè)奠定了工序基礎(chǔ)，可謂是一舉多得?！?/p>

另外，此次技術(shù)攻關(guān)中首創(chuàng)的單螺紋對(duì)稱調(diào)節(jié)開口、依靠自身彈性?shī)A持物料、燕尾槽式調(diào)整機(jī)構(gòu)和小巧的車刀式結(jié)構(gòu)四大創(chuàng)新點(diǎn)，可推廣在其他機(jī)床設(shè)備上使用，極具應(yīng)用價(jià)值。

隨著零件加工技術(shù)不斷更新升級(jí)，常德煙機(jī)公司的零件精加工能力和效率得到了大幅提高，產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性也顯著提升，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步增強(qiáng)。常德煙機(jī)公司表示，將繼續(xù)靈活運(yùn)用新材料、創(chuàng)新加工路徑，借助智能化生產(chǎn)設(shè)備，推動(dòng)零件加工朝著智慧化、綠色化、個(gè)性化定制等方向發(fā)展，以更好適應(yīng)市場(chǎng)需求和變化。