未來的某一(yī)天,我們將會看到(dào)這樣的景象:來自世界任何一個角落的用戶都能享受(shòu)到由中國的衛星導航係統所提供的(de)定位、導航、授時服務。事實上,這(zhè)個“未來”並不(bú)遙遠,我(wǒ)國的第二代衛(wèi)星導(dǎo)航係統,北鬥衛星導航係(xì)統就(jiù)將在2020年(nián)之前,將(jiāng)這個美麗的設想變成現實。
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(shí)間裏,我國平均每年都要實(shí)施20次左右的高密度航天發射活動。作為我國規模(mó)最大的運(yùn)載火箭總裝集成企業,首都航天機械公司必須密切配合——跟以往相比,公司對產品質量和製造效率的要求變得(dé)更加嚴格。盡管在多年的發展過(guò)程中(zhōng),首航機械(xiè)已經是行業內當之無愧的領軍企(qǐ)業,然而挑戰一直都在(zài),無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(chǎn)品必須具備高可(kě)靠性的要求(qiú),由此,航天零件產品(pǐn)的製造過程就必須本著質量第(dì)一的加工原則,在精度方(fāng)麵有絕對高的要求。
連接器被譽為(wéi)火箭的臍帶,它的作用(yòng)就是給火箭加注燃料,它的頂盤(pán)是連接器上的(de)重要零部件,直接影響產品(pǐn)的鎖緊與脫落,其各個(gè)尺寸的加工(gōng)能否滿足設計要求最終影響到產品的(de)整體(tǐ)性能。同(tóng)時,由於產品材料為鍛件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(zì)身結構也容易產生(shēng)加工變形。此外,加工開檔較小,采用Φ14刀具加工時(shí),深徑比為4.07,所以刀具的剛性問題在此被放大。
在之(zhī)前,首都航(háng)天機械公司一直采用普通的W18Gr4V材(cái)料刀具對這類產品進行加(jiā)工,然而,由於刀具(jù)的硬度低、易磨損,還需要經常刀補(bǔ),就影響了產(chǎn)品質量,且加(jiā)工出的產品一致性(xìng)差。不僅如此,因(yīn)為刀具剛性(xìng)低,所以切削時刀具會產生(shēng)變形,這直(zhí)接影響到產品的形位公差。種種問題令(lìng)首航機械備受困擾,設備(bèi)能力被限製不說,還常常出(chū)現產品整體報廢的情況。
而在使用山高(gāo)K30材料合金刀具進行加工後,刀具剛性與硬度大(dà)幅提升,設備(bèi)最高轉速可(kě)達8000r/min,切削采用Φ50方肩銑刀速度可達8000r/min,線速度達到了高速(sù)銑削區間。最(zuì)大切削進給速度(dù)6000mm/min,所以在保證產品加工質量的同(tóng)時也大幅提高了加工效(xiào)率。
這款連接器產品還有一(yī)個特點,那就是(shì)形麵根部圓角較多,且孔位多有下限台的要求,為了最(zuì)大程度地幫助客戶,山高刀具為首航機械提供了(le)相應的專用刀具,同時定(dìng)製了整體製造方案,大大方便了首航(háng)機械進行刀具(jù)自主選型(xíng)。
非標設計,為使用(yòng)者量體裁衣
在首航(háng)機械(xiè)所有的零部件中,頂盤零件(jiàn)是較難(nán)加工(gōng)的零(líng)件之一,原因在於工件(jiàn)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硬鋁,起初(chū),該零件的變形(xíng)問題比較嚴重,由於材料應力的(de)釋放(fàng),即便使(shǐ)用了加(jiā)工效率高的數(shù)控機(jī)床,也會在放置一段時間之後,出現零件嚴重(chóng)變形的情況。為(wéi)此,首航機械調整了加工工藝流程,在尺寸為Ø155mm內徑的粗加工中(zhōng)留出5mm的加工餘量,然後進行應力釋放,再進行最後(hòu)的精加(jiā)工。在粗加工(gōng)中,使用的是山高經典的玉米(mǐ)銑刀,極大提高了內徑的粗加工效率。
頂盤零件另一個加(jiā)工(gōng)難題是外形的(de)加(jiā)工,該零件(jiàn)的外圓部分(fèn)有6個圓,而且都有台階部(bù)分需要加工;內圓部分有6對爪,是配合運動的,主要起導向作用,這6對爪長度均為(wéi)73mm,加上外(wài)圓的徑向長度20mm,因此需要近100mm長的銑(xǐ)刀才能加工。而且6對爪(zhǎo)的根部倒(dǎo)角為R5,需要使用Ø10的銑刀進行加工(gōng),而Ø10的銑(xǐ)刀一般長度是60mm,遠遠達(dá)不到使用要求。普通刀具切削刃太短,加之需要長徑比幾(jǐ)乎達到10的銑刀來進行加工(gōng),因此需要非標刀具來滿足需求。
“如果從現有(yǒu)的機床方麵入手去進行(háng)改進(jìn),需要大(dà)費周(zhōu)折,我們轉換思維,從刀具入手,居然發現這樣見效更快,而且靈活性更高。” 首都航天機械公司工藝組組長李偉介(jiè)紹說。
兼顧成本優勢
除了(le)連接器,山高的可換刀片銑刀也在首航機械得到了廣泛的應(yīng)用,這得益於(yú)它的高性價比。硬質合金刀具價格不菲,而在刀具磨(mó)損後,一般來說,使用者為了保證加工質量隻能更換新的(de)刀具。但是,山高的可換刀(dāo)片銑刀能夠(gòu)在刀具磨損後通過自行更換(huàn)刀片(piàn)的方式,達到和新(xīn)刀具一樣的加工(gōng)效果,成(chéng)本(běn)優勢凸顯。
這樣的案例不勝枚(méi)舉,比如,山高的刀頭刀(dāo)杆分離刀具解決了首航機械零(líng)件加工的大(dà)難題。在對某些鋁材零件加工(gōng)時,工件的應力大,很容易變形。首航對這類深腔(qiāng)零部件(jiàn)加工時常常需要配置(zhì)不(bú)同刀柄長度的刀具。但由於合金刀具的成本較高,無法大量購置,給加工造成了困擾。山高的(de)刀頭與刀杆分離刀具極大地提高了刀頭的利用效率,客戶隻需配置(zhì)不同長度的硬質合金刀杆就能順利解決以上的問(wèn)題(tí)。
理念創新,提升未來競爭力
首(shǒu)航機械的產品中(zhōng)有很大比例的鋁、不鏽(xiù)鋼薄壁零件,山高刀具憑借質(zhì)量可靠、刀具種類齊(qí)全、通用性(xìng)強(qiáng)的優勢,自2010年6月以來,能夠在首航機械的許(xǔ)多條生產線上都可看到山(shān)高刀具的身影。首航(háng)機(jī)械的梁高超是國家技師,在銑削領域擁有豐富的實踐經驗,他對此評價說:“我們注意(yì)到,山高刀具種類繁多,附件齊全,基本能覆蓋我們(men)80%以上的機加產品的加工需求,這對我們而(ér)言意味著更多更好的選擇。”
悠久的曆史(shǐ)讓首航機(jī)械積累(lèi)了(le)深厚的技術底蘊,但(dàn)也因(yīn)此產生了一些問題(tí),比(bǐ)如公(gōng)司在(zài)長期發展中積(jī)累了很(hěn)多陳(chén)舊設備,無法及時跟上產品研發技術的腳步,因(yīn)此,首航機械正考慮進一步對現有設備進行更新換代,以提高(gāo)競爭力。正如李偉所說:“我廠正處在老舊設備更新換代期(qī),普通加(jiā)工設備與數(shù)控(kòng)設(shè)備的全麵換代時期。在這個階段,我們需(xū)要更多先進切削理念的融入,以看清未來的發展方向和更新換代方向(xiàng)。山高刀具豐富的(de)應用經驗有助於拓寬我們的加工思(sī)路。”
圖(tú)片:
圖1: 連(lián)接器裝配圖
圖2 : 頂(dǐng)盤零件
圖3:山高刀具發揮技術優勢,不僅為首航機械解決加工難題,還在成本節約上發揮出重要作用。
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