CY-209型电磁阀阀体加工工艺的改进研究

　　摘要：本文主要对CY-209型电磁阀阀体的加工工艺改进进行研究，作者通过多年的实践经验，对原有的加工工艺进行研究、分析，充分利用数控加工的特点，编制了新的工艺流程。大大节约了CY-209型电磁阀阀体的生产成本。
　　关键字：阀体 加工工艺 工时 数控加工
　　
　　中国当代的机械加工绝大部分采用数控机床进行加工，于是我们院的实训工厂里也有很多数控机床供我院学生进行实习，同时也会承接一些社会上的工件加工任务。虽然很多工件都开始采用了数控加工技术，但由于对其工艺特性并不真正了解，所以未能发挥数控加工的长处，例如本篇作者就亲身经历过这样的一个实例。今年夏天我实习中心承接了一批CY-209型电磁阀阀体的加工任务。
　　
　　
　　根据以往的经验我们制定的初始工艺如下：
　　1.锻造——调质——粗铣——平磨6面；
　　2.普车：粗车Ø14孔至Ø12.5，其余车至图示尺寸；钻Ø5孔和Ø3孔；
　　3.淬火HRC42-48；平磨6面；
　　4.数控粗镗孔至Ø13.75；
　　5. 外圆磨Ø14H7。
　　下面对初始工艺及工时进行分析、改进，主要集中在第2、4、5步，故仅对这三个步骤进行分析。其中在第2步中主要存在的问题有以下四个方面：
　　1）工件为长方形，在普车上只能使用4爪卡盘——找正工件需消耗大量的时间；2）车之前的预钻孔只能钻成Ø10，考虑到排屑，刀杆的直径不能超过Ø8；
　　3）车Ø14.5*0.5的退刀槽，深度达30mm，而材料又属于中碳合金钢，加工异常困难；
　　4）Ø3孔的长度超过了100mm，在钻床上加工难度也极大，虽然可以保证钻头不折断，但耗费时间巨大。
　　在这一步中总的车工时约为990分钟，其中4个孔约为880分钟（220分/孔），钻孔约为110分。
　　在第4步中主要存在的问题是因属于外圆磨前的一道半精加工，所以对每个孔均需找正，约需工时80分钟（20分/孔）。第5步中主要存在的问题是在外圆磨床上加工，需要4套夹具，工时约需240分钟（60分/孔）。则这三步需总工时约合计为：880+110+80+240=1310分钟/个。很显然工艺的编制者并没有深刻了解数控加工的特点，主要体现在以下三方面：
　　1）仅在第4步安排了数控半精加工；
　　2）第2步选用普车加工，是因为工艺的编制者认为只有普车可加工M16*1.5的螺纹、Ø17*2的螺纹退刀槽及Ø14.5*0.5的退刀槽。
　　3）第5步采用外圆磨削的工艺，是因为工艺的编制者认为其他机床无法加工淬火后的零件及无法达到表面粗糙度的要求。
　　以小批量生产30件计，每班12小时，则总计需要工时约为：
　　30*1310/60/12=54.85天。
　　如去掉周日休息，则大概需要2个多月的时间才能完成这批工件的加工。生产中通常安排4台普车，2台磨床同时加工，耗费大量人力物力。改进后的工艺将第2、4、5步全部放在数控加工中心上进行，工艺编制如下：
　　1.锻造——调质——粗铣——平磨6面；
　　2.加工中心：半精镗Ø14孔至Ø13，其余加工至图2所示尺寸；
　　3.淬火HRC42-48；平磨6面；
　　4. 精镗Ø14孔
　　
　　
　　其中对原工艺第2步的改进主要是从以下四方面进行的：
　　1）M16*1.5的螺纹可以用螺纹铣刀加工；
　　2）对于Ø14.5*0.5的退刀槽，经与设计工程师协商，改成适合数控加工的形式。将与之配合的工件的倒角由0.3*45°改为1*45°，则完全可以保证其设计要求。
　　
　　
　　 3）针对Ø17*2的螺纹退刀槽，采用如图4所示的T型刀，加工轨迹为一个圆周即可。对于数控加工来说，轨迹为圆弧和轨迹为直线没有区别。
　　
　　
　　4）钻Ø3孔时，采用啄进式进刀方式，并更换3种不同长度的钻头，而加工中心的冷却效果远好于普通钻床，故有效的避免了钻头折断的事故发生。改进后的工时约为32分钟/个。
　　对于原工艺第4步和第5步的改进主要是完全采用加工中心来完成。加工中心的特点之一即主轴旋转速度高，冷却效果好，配合特殊的刀具，完全可以加工淬火后的零件，而且表面粗糙度也完全符合图纸要求。因粗加工是由加工中心完成的，故精加工时只需找正一个孔即可。采用氮化硼刀片，半精加工、精加工一次完成，无需特殊工装。加工工时约为12分钟/个，工时总合计为32+12=44分钟/个。若还以小批量生产30件计，每班12小时，总计需要日期为：30*44/60/12=1.84天，总计提高功效：54.85/1.84=29.8倍，即功效提高接近30倍，无需制作大批夹具，节约了大量成本。
　　通过我们对原工艺的改进大大节约了生产成本，可见虽然我们拥有了数控机床，但是在使用中，假如我们不能真正了解数控加工的工艺特性，那么我们在生产中就不能充分的利用数控机床加工的特点，最终导致大量时间、人力、物力的浪费。这些都需要我们实训中心的技术人员深入到生产一线，不断增强自身的实践经验，在生产中节约成本才是硬道理。
　　
　　[1] 张宝庆. 双金属复合管的制造技术浅析[J]. 机电工