组合壳体圆跳动超差分析及工艺改进

李建洲 姜焕成

（北方华安工业集团有限公司，黑龙江，齐齐哈尔，161046）

组合壳体圆跳动超差分析及工艺改进

李建洲 姜焕成

（北方华安工业集团有限公司，黑龙江，齐齐哈尔，161046）

本文针对某组合壳体中下壳体装配后圆跳动超差问题进行系统分析，查找出影响装配精度的主要因素，并针对具体问题进行工艺改进。实践证明,改进后的加工工艺能够满足产品设计要求，解决了靶试中产品地面密集度不合的问题，提高成品率，降低生产成本。

组合壳体；圆跳动；装配精度；修偏工序

图1 产品装配简图

依据本公司生产的某产品（见图1）的要求，装配后上壳体检测点（距离内膛底部H=35mm）相对组合后产品下壳体定心部圆跳动≤0.8mm。在本公司2015年生产的500发产品中，装配后圆跳动超差产品为112发，废品率达22.4%，产品综合良品率不足75%。本文选取圆跳动超差的10发产品进行地面密集度试验，其纵、横向指标均不能满足设计要求，该问题严重影响了产品生产定型的顺利进行。

表1 不合格品项目分类统计

1 原因分析

1.1 疵病数量统计

2015年该产品生产质量情况分类统计，见表1。

从表1可见，产品H=35mm处圆跳动超差问题是影响产品质量的主要原因，只有解决了内膛圆跳动超差问题，才能提高产品合格率，顺利完成生产定型工作。

1.2 疵病原因分析

（1）冲拔工艺不合理

冲拔毛坯壁厚差较大（σmax=4mm），当采用放倒冷却时，热态下薄壁处易发生形变，导致产品内膛椭圆，产生圆跳动超差；冲拔过程中石墨润滑剂在高温下气化、裂解，冲头下压过程中产生“憋气”[1]，导致内膛检测点处出现凹坑或环沟，产生检测误差。

图2 铣底刀具

图3 夹具结构简图

图4 修弧形靠模

图5 镗刀杆

（2）定位基准选择不合理。

镗口部时，采用杯状支架进行轴向定位，如果支架内套选择不当，定位基准必定靠近收口变形区，因收口后内膛和外圆轴线发生偏移，精车以偏移后的基准加工外圆，当加工余量较小时，偏差产生遗留，导致检测点圆跳动超差。

（3）装夹误差不断累计。

实际生产中上、下壳体分粗、精车工序进行加工，因装夹基准重复使用，累计装夹误差容易导致产品装配后同轴度超差[2]。

（4）配合面质量影响装配精度

上、下壳体配合表面有加工毛刺残留或有因磕碰导致的凸起，由于组合件装配后垂直度超差，导致内膛检测点（距离内膛底部H=35mm）圆跳动超差[3]。

2 解决措施

（1）优化毛坯设计，减少壁偏。

优化冲拔毛坯设计，将内膛检测点机加余量由原1.0mm加大到1.5mm，在粗车工序中采用六角车床通过设计专用刀具（见图2），通过铣底工序消除内膛椭圆度及“气蚀”凹坑，减少壁偏值。

（2）改进夹具设计。

粗镗口部工序中，将原杯状支架外圆定位夹紧形式改为新设计的气动内夹具（见图3），通过夹紧工件圆柱部与收口变形区间的过度区加工口部，避免了收口变形影响，同时精车全形工序以尾部工艺桩径向定位，以口部轴向定位车削全形，确保了内膛和外圆的同轴度。

（3） 减少累计装夹误差。

对机加工艺进行改进优化，将收口前外圆与粗车外圆合成一道工序，减少一次装夹误差，将上壳体车全形及尾部螺纹合成一道工序，又减少一次装夹误差。通过减少装夹次数，提高了装配后同轴度精度。

（4）增加装配面修整工序。

装配时，打磨装配面毛刺，并锉修端面凸起点，保证装配后接合面圆周方向没有缝隙，提高上下壳体装配后轴线的垂直度，提高了装配面质量。

（5）增加修偏工序。

针对生产过程中已出现的超差品，增加修偏工序。以产品设计图纸为依据，设计内膛修偏靠模（见图4）和修偏镗刀（见图5），将上壳体内膛收口区全部进行修偏加工，提高内外表面同轴度[4]。

3 效果验证

采取上述措施，随机选取500发产品进行装配验证，并实测检测点圆跳动，其中，仅有6发局部圆跳动超差，产品一次装配交验合格率达98.73%，产品顺利通过生产定型。

（References）

[1] 范崇洛. 机械加工工艺学[M]. 南京：东南大学出版社, 2000.

[2] 张秀珍. 机械加工质量控制与检测[M]. 北京：北京大学出版社, 2008.

[3]陈旭东. 机床夹具设计[M]. 北京：清华大学出版社, 2007.

[4]邢鸿雁. 机械制造难加工技术[M]. 北京：机械工业出版社, 2009.

李建洲（1976—），男，汉族，工学学士，工程师，专业领域机加工艺研究。