自动化珩磨使加工周期缩短75裁条机

自动化珩磨使加工周期缩短75%

自动化珩磨使加工周期缩短75% 2011年12月03日 来源： 对于一个关键航天部件的加工来说，其所面临的问题是，越来越需要一种数控机床来代替手工珩磨机。这种加工方式的改进使生产率提高了300%，并获得了更好的内径表面质量和更精密的公差尺寸，使其能够生产一系列尺寸范围更广的零件。 在涉及到飞机熔断器插脚加工的时候，知道什么时候应该让它“保持不断”以及什么时候应该“使它折断”，这对我们来说具有新的意义。采用这些关键的元件看似存在两个互相矛盾的目的：使喷气式发动机与机翼安全地匹配，并且在紧急情况下，能够使其自动脱离，以防止结构破坏甚至发生火灾。考虑到它们的功能，人们可以认为，这些部件的设计和制造对安全飞行而言，几乎与机翼的完整性或发动机的完美性同样重要。 目前商用和军用飞机中使用的大部分插脚，几乎都来自于一个供应商——Sonic工业公司，因此，对该供应商而言，提供正确的产品特别重要。然而，要“保持不断或折断”之间微妙的平衡关系，需要有效地保证插脚的功能，这就是不能让它在园区范围内移动。Sonic公司必须严格遵守紧密的内径公差尺寸和表面质量要求，或者在最糟糕的时刻，如发生碰撞和硬着陆问题，能够承受部件发生故障的风险。从Sunnen公司引进的SV-1000型珩磨加工系统，不仅使该公司能够更容易地满足这些性能和关键性规格要求，而且还能提高其生产效率并扩大其可生产的零部件尺寸范围。 Sonic公司的总部设立在加州的Torrance市，专门从事高强度的与安全密切相关的紧固件和精密棒材元件的生产。该公司创建于1964年，是Sargent航天集团的一部分，也是一家全球性航天和国防工业的供货商。 熔断器插脚也称为安全剪切销，它将发动机固定在一个塔架上，这是一种与翼梁连接的结构件。如果在塔架或在发动机本身施加一个过度的负荷——通常由硬碰撞的结果造成——插脚就会自动剪切断裂，使发动机安全地与机翼分离。否则，发动机就会在地上拖曳，引起火灾，或损坏机身。熔断器插脚能够在起落架上产生一个类似的功能，防止起落架在剧烈着陆时，造成机翼箱内的燃油箱破裂损毁。

为了发挥其正常的功能，由Sonic公司生产的熔断器插脚，要求其内径公差尺寸为5～7μm，表面光洁度保持在8～16 RMS的范围之内

以前，熔断器插脚采用一种带有缺口的设计，从而使缺口处形成一个薄弱的环节，使其在碰撞时易于断裂。然而，带有缺口的圆柱形插脚容易造成过量的腐蚀，容易疲劳损坏，这会引起插脚过早地“失效”。这种设计已被放弃，现在其内径公差尺寸和表面质量已成为熔断器插脚性能中的关键因素。 熔断器插脚对内径的表面质量要求特别严格，因为任何加工不当都可能对插脚的性能造成不利的影响。虽然精密的规格尺寸是其特有的信息，但Sonic公司的工厂经理Roy Franks先生说，它们的光洁度在8～16 RMS范围之内。而且，不像外径那样按照标准加工，而其重复公差的精度和内径尺寸应保持在5～7μm的范围之内。内径的几何形状是可变的，有的插脚包括通孔，而其他的插脚则含有带角度和半径或只带底部半径的盲孔。 Sonic公司用锻压的棒材，按照特定的几何形状生产插脚，而棒材由钢材和不锈钢合金制成，包括318号和15-5号不锈钢合金。这些棒材采用深孔钻加工，粗加工钻孔使孔径达到初步尺寸。此时，该零件需要在室内进行热处理并进行试验，在将其转移到最后的加工和外径的精密磨削加工前，确立其剪切值。其头部加工成切槽或六角形。然后对插脚进行镗孔和珩磨加工，建立所要求的内径尺寸、几何形状和表面质量。珩磨后，该元件采用一个空气测量计进行测量。 以前，该珩磨采用Sunnen公司的MBB 1805和CV-616型机床进行手工操作。虽然足以满足所需要的规格要求，但当客户的需求量增大时，这就成为一个瓶颈问题。“我们需要提高生产率，我们决定采用自动化珩磨工艺，这是完成该任务的最好方法。”Franks先生说。

SV-1000型机床的长行程距离，扩大了该公司生产的熔断器插脚的尺寸范围。Sonic公司生产的插脚可长达23in，直径各不相同

与Sunnen公司一起进行的研究表明，数控SV-1000型机床将可以使该公司达到其需要的生产水平。事实上，这台机床的加工水平超过了预期，其加工周期从40min减少到10min，而其生产率从每天生产9个零件增加到了40个。工艺的自动化也解放了操作人员，使他们能够管理一台以上的机床。“采用手工珩磨时，我们的工艺过程是，先珩磨一点儿，然后检查一下零件，再继续珩磨一点儿，然后再一次检查这个零件。”Franks先生解释说。“在采用数控机床珩磨之后，我们只要输入设定值，那么其生产出来的零件99%都符合规格要求。这意味着操作人员可以一边盯着珩磨机的加工，一边照看其他的加工设备。 该机床之所以能够满足零件的微米级加工精度要求，其部分原因是由于采用了Sunnen公司的MMT超研磨工具。MMT超研磨工具是专门为与Sunnen 公司的SV-1000系列产品配套而设计的，MMT工具根据宽度、长度和扩展角度应用领域，进行定制化设计。磨料的颗粒数量和位置也可以按照盲孔一类的不同特点进行调节。因此，由于定制化的关系，这一工具在直径、正圆度、平直度和锥度方面的加工精度可达0.0006mm。此外，工具体和进给斜楔由硬质工具钢制成，该工具的使用寿命要比普通设计的工具高5倍以上，从而使每个零件的生产成本降低了30%，该制造商如是说。 对于Sonic公司来说，其另一个优点是，机床的行程较长，这可以使机床加工的零件尺寸达到更大的数值。以前的机型，其行程长度只有9in（1in=25.4mm），而SV-1000型机床，采用了31in长的行程，其可加工处理的直径可达3in。

Sunnen公司的MMT超研磨工具，据说其使用寿命要比普通设计的工具高5倍以上

自从安装该机床以来，工厂的生产率提高了300%，但Franks先生认为，生产率还可以攀升到更高的高度。“如果在旋转工作台上装卡三个工件，当其中一个工件在进行珩磨加工时，其余的两个则正在检查之中，我们就可以进一步提高生产率。我们正在物色订购另外一台SV-1000型机床，我们考虑在这台机床上采用同样的旋转工作台。”(end)

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