未來的某一天,我們(men)將會看到這樣的(de)景象:來自世界任何一個角落的用戶都能享受到由中國的衛星導航係統所提(tí)供的定位、導航、授時服務。事實上,這(zhè)個(gè)“未(wèi)來(lái)”並不遙遠,我國的(de)第二(èr)代衛星導航(háng)係統(tǒng),北鬥衛星導航係統就將在2020年之前,將這(zhè)個(gè)美麗的設想變成(chéng)現實。
隨著人們對外太空的不斷探索,航天事業正處於蓬勃發展的時代,在最近的4~5年時間裏,我國平均每年(nián)都要實施20次左右的高密度航天發射(shè)活動。作為我國規模最大的運載火箭總裝集成企(qǐ)業(yè),首都航天機械公司必須密切配合——跟以往相比,公司對產(chǎn)品質量(liàng)和製造(zào)效率的要求(qiú)變得更加嚴格(gé)。盡管在(zài)多年的發展過程中,首航機械已經是行業內當之無愧的(de)領軍企(qǐ)業,然而挑戰一直都在,無(wú)論是來自一個細小的零部件,還是每一道加工。
發揮技術優勢,旨在解決難題
航天產品必(bì)須具備高可靠性(xìng)的要求,由(yóu)此,航天零件產品的製造(zào)過程就必須本著質量第一的(de)加工原則,在精度方麵有絕對高的要求。
連接器(qì)被譽為火箭的臍帶,它的(de)作用就是(shì)給火(huǒ)箭加注燃料,它的頂盤是連接器上的重(chóng)要零部件(jiàn),直接影響產(chǎn)品的鎖緊(jǐn)與(yǔ)脫落,其各個尺(chǐ)寸(cùn)的加工能否滿足設計要(yào)求最終影響到產(chǎn)品的整(zhěng)體性能。同時(shí),由於產品材料(liào)為鍛件2A12 T4,頂盤支耳截麵尺寸約為16mm×9.5mm,相對高度卻為57mm,支耳自身結構也容易產生加工變形。此外,加工開檔較小,采用(yòng)Φ14刀具加工時,深徑比為4.07,所以刀具的剛性問題在此被放大。
在之前,首都航天機械公司一直采用普通的W18Gr4V材料刀具對這類產品(pǐn)進行加工,然而,由於刀具的硬度低、易(yì)磨損,還需要經常刀補,就影響了產品質(zhì)量,且加工出的產(chǎn)品一致性差。不(bú)僅如此(cǐ),因為刀具(jù)剛性低,所以切削時刀具會(huì)產(chǎn)生變形,這(zhè)直接影響到產(chǎn)品的(de)形位公差。種種(zhǒng)問題令首航機械備(bèi)受困擾,設備能力被限製不說,還(hái)常常出現產品整體(tǐ)報廢(fèi)的情況。
而在使用山高K30材料合金刀具進行加工後,刀具剛性與硬度大幅提升,設備(bèi)最高轉速(sù)可達8000r/min,切削采用(yòng)Φ50方肩銑刀速度可達(dá)8000r/min,線速度達到了高速銑(xǐ)削區間(jiān)。最大(dà)切削進(jìn)給速度6000mm/min,所以在保證產品加(jiā)工質量的(de)同時(shí)也大幅(fú)提(tí)高了加工效(xiào)率。
這款連接(jiē)器產品還有一個特點,那就是形麵根部圓角較多,且孔位多有下限台的要求,為了最大程度地幫助客戶,山高刀具為首航機械(xiè)提供了相應的專用刀具(jù),同時定製了整體製造方案,大大方便了首航機械進行刀具自主選型。
非標設計,為使用者量體裁衣
在首航(háng)機械所有(yǒu)的零部件中(zhōng),頂盤零件是較難加工的零件之一,原因在於工件本身材料的特性以及外形的難加工問題。
頂盤零件使用的材料是鍛鋁和(hé)硬鋁,起初,該零件的(de)變形問題比較嚴重,由於材(cái)料應力的釋放,即便使用了加工效(xiào)率高的數(shù)控機床,也會在放置一段時間之後,出現零件嚴重變形的情況。為此,首(shǒu)航機械調整了加工工(gōng)藝流程,在尺寸為Ø155mm內徑的粗加工中留出5mm的(de)加(jiā)工餘(yú)量,然後進行應力釋放,再進行最後的精加工。在粗加工中,使用的是(shì)山高經典的(de)玉米銑刀,極大提高了內徑的粗加工(gōng)效率。
頂盤零(líng)件另一個加工難題是外形的加工,該(gāi)零(líng)件的外圓部分有6個圓,而且都有台階部分需(xū)要加工;內圓部(bù)分有6對爪,是(shì)配合運動的,主要起導(dǎo)向作用,這6對爪長度均為(wéi)73mm,加上外圓的徑向長度20mm,因此需(xū)要近100mm長的銑刀才能加工(gōng)。而且6對爪的根部(bù)倒角(jiǎo)為R5,需要使用Ø10的銑刀進行加工,而Ø10的銑刀一般(bān)長度是60mm,遠遠達不到使用要求。普通刀具(jù)切削刃太(tài)短(duǎn),加之(zhī)需要(yào)長徑比幾乎(hū)達(dá)到10的銑刀來進行加工,因此需要(yào)非標刀具來滿足需求。
“如果從現有的機床方麵(miàn)入手去進行改進,需要大費周折,我們轉換思維,從刀具入手,居然(rán)發現這樣見效更快,而且靈活性更(gèng)高。” 首都航天機械公司(sī)工藝組組長李偉介紹(shào)說。
兼顧成本優勢
除了連接器,山高(gāo)的可換刀片銑刀也在首航機(jī)械得到了廣泛的應用,這(zhè)得益於它的高性價比。硬質合金刀具價格不菲(fēi),而在刀具(jù)磨損後,一般來說,使用者為(wéi)了保證加工質量隻能更換新的刀具。但是,山高的可(kě)換刀片銑刀(dāo)能夠在刀具磨損後通過(guò)自行更換刀片的方式,達到和新(xīn)刀具一樣的加工效果,成本優(yōu)勢凸顯。
這樣的案例不勝枚舉,比如,山高的刀頭刀杆分(fèn)離刀具解決了首航機械零件加工的大難題。在對某些鋁材零件加工時,工件的應力大,很(hěn)容易變(biàn)形(xíng)。首航對(duì)這(zhè)類深腔零部件加(jiā)工時常(cháng)常需要配置不同刀柄長度的(de)刀具。但由於(yú)合金刀具的成本(běn)較高(gāo),無法大量購置,給加工(gōng)造成了困(kùn)擾。山高的(de)刀頭與刀杆分離刀(dāo)具極大地提高了刀頭的利用效率,客戶隻需配置不(bú)同長度的硬質合金刀(dāo)杆就能順利(lì)解決以上的問題。
理念創新,提升未(wèi)來(lái)競爭力
首航機械(xiè)的產(chǎn)品中有很大比例的鋁、不鏽鋼薄壁零件,山高刀具憑借質量可靠、刀具種類齊全、通用性強的(de)優勢,自2010年6月以來,能夠在首(shǒu)航機械(xiè)的許多(duō)條生產線上都可看到山高刀具的身影。首(shǒu)航機械的梁高超是國家技師,在銑削領域擁(yōng)有豐富的實踐經驗,他(tā)對此評價說:“我們注(zhù)意到,山高刀具種類繁(fán)多,附件(jiàn)齊(qí)全,基(jī)本能覆蓋我們80%以上的機加產品的加工需求,這對我們而言意味著更多(duō)更好的選擇(zé)。”
悠久的曆史讓首(shǒu)航機械(xiè)積累了深厚的技術底蘊,但也因此產生了一些問題,比如公司在長(zhǎng)期發展中積累了很多陳舊設備,無法及時跟上產品研發技術的(de)腳步,因此,首航機械正考慮進一步對現有設備(bèi)進行更新換代,以提高競爭力。正如李偉所說:“我廠正處在老(lǎo)舊(jiù)設備更新換代期,普通加工(gōng)設備與數控設備的全麵換代時期。在這個階段,我們需要更(gèng)多先進切削(xuē)理念的(de)融入,以看清未來的發展方向(xiàng)和更新換代方向。山高刀具豐富的應用經驗有助於拓寬我們的加工思路。”
圖片:
圖1: 連接器裝配圖
圖2 : 頂盤零件
圖3:山高刀具發揮技術優(yōu)勢(shì),不僅為首航機械(xiè)解決加工難題,還在成本(běn)節(jiē)約上(shàng)發揮出重要作用。
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