提高大批量小型零件加工效率的方法

陈天进

贵州航天南海科技有限责任公司 贵州遵义 563000

1 序言

图1所示某型号产品定位块，外形尺寸为7.5mm×4.5mm×5mm，属于小型零件。材料为不锈钢，硬度高、韧性好，属于难加工材料。传统的加工方法是下一块方料，采用夹持的方式进行加工。由于产品太小，所以很容易产生装夹或加工变形，导致产品尺寸超差。产品单次加工批量为1万多件，若采用单件加工的方式，不仅加工周期短，而且装夹频繁，加工效率低。

图1 某型号产品定位块

2 加工方式的改变

针对产品不好装夹和加工效率低的情况，决定改为采用组合排布的方法，即下料一块220mm×20mm×6mm的钢板，一次排布28件工件，即一次加工28件产品，采用线切割的方式落料成形。该加工方法可减轻操作人员的劳动强度，避免因装夹不当而造成的产品质量事故，同时减小了反面加工厚度所造成的产品变形，保证了产品质量，在很大程度上提高了产品的加工效率。定位块产品的组合排布方式如图2所示。

图2 定位块产品的组合排布方式

3 工艺路线与设备

数控加工一般采用工序集中原则。将单件加工改为一次加工多件产品后，工艺路线为：下料→粗、精铣产品外形及内槽→线切割落料，保证产品厚度→钳工去毛刺。

由于改进后的工艺采用组合排布的方式加工产品的全部型腔和孔，故适合在加工中心上完成。该零件加工内容只有粗加工、精铣和钻等工步，所需刀具不超过16把，采用现有设备选择V20i立式加工中心即可满足要求，工件装夹后可自动完成加工。

V20i立式加工中心各项参数：X轴行程为500mm，Y轴行程为450mm，Z轴行程为500mm，工作台尺寸为600mm×500mm，定位精度和重复定位精度分别为0.005mm和0.01mm，刀库容量为20把刀，换刀方式为机械手换刀。

4 加工效果验证

组合排布的加工方式在批量加工中得到了很好的应用。批量加工15000件产品，检测合格率为99%，加工质量得到了很大的提升。加工效果如图3所示。

图3 加工效果

用传统方法加工一件成品需要25min，采用组合排布方法加工一组（28件）成品只需要135min，加工效率得到了有效的提升。

5 结束语

采用组合排布加工的工艺方法，有效解决了定位块产品的装夹和变形难题，降低了操作人员的劳动强度，加工质量完全满足图样要求，产品合格率达到99%以上。该方法适用于类似小型零件的大批量加工，可大幅提高加工效率，降低生产成本。