后滑軌組件加工穿孔問題及解決方案

朱為倉，漆燚，殷豪，劉洋

中國兵器工業(yè)集團江山重工研究院有限公司 湖北襄陽 441057

1 序言

機床滑軌的作用是導向和承載，引導運動部件沿一定軌跡準確地運動，并承受運動部件及其上安裝件的自重和切削力[1]。滑軌聯(lián)接的截面構型指滑軌縱向橫截面上所具有的不同形狀。機床滑軌聯(lián)接面有多種不同的構型，常用的有矩形滑軌、三角形滑軌和燕尾形滑軌等[2]。

本文淺析一種后滑軌組件加工穿孔的質量問題。分析后滑軌組件加工穿孔缺陷產(chǎn)生的原因[3]，通過制定針對性的返修技術方案，對技術方案進行實際驗證，后滑軌組件最終達到了產(chǎn)品使用要求，大幅減少企業(yè)損失，為類似產(chǎn)品提供了可供參考的新方法和思路。

2 問題及原因分析

2.1 產(chǎn)品結構及加工工藝

一種后滑軌組件主要由底座、左滑軌、右滑軌及標準件組成，滑軌聯(lián)接面的構型為矩形滑軌。底座為焊接結構件，左滑軌、右滑軌與底座分別采用螺釘加平墊、彈墊聯(lián)接結構。后滑軌組件截面如圖1所示。

圖1 后滑軌組件截面示意

后滑軌組件中左滑軌、右滑軌為左右對稱件，左滑軌、右滑軌軌道面及矩形滑槽面均需要裝配成為部件后機械加工，以滿足圖1所示尺寸和公差要求。

左滑軌、右滑軌的加工工藝路線為：下料→去應力退火→校正→刨→粗銑→鉗→調質→校正→半精銑→鉗→精銑→鉗。后滑軌組件的加工工藝路線為：裝配→精銑→化學鍍鎳。左滑軌、右滑軌加工工藝路線長、工序多，加工周期長。

2.2 問題描述

后滑軌組件機械加工完成后，在后滑軌組件的右滑軌機械加工面上發(fā)現(xiàn)多處穿孔質量問題，如圖2所示，穿孔位于螺釘聯(lián)接右滑軌的位置。右滑軌軌道表面油槽局部破損，導致油槽無法存油；同時，多處滑軌面發(fā)現(xiàn)飛邊，這樣會極大地增大滑軌接觸摩擦力，嚴重影響后滑軌組件的功能實現(xiàn)。

圖2 后滑軌組件穿孔

2.3 原因分析

游標卡尺可測量加工件螺紋的尺寸以及螺紋底孔深度。對在制品右滑軌螺紋底孔深度進行檢測，如圖3所示，發(fā)現(xiàn)部分右滑軌φ8.5mm螺紋底孔深度不一致，游標卡尺測量螺紋底孔深度為21～28mm不等，超過了圖樣孔深21mm的要求。

圖3 右滑軌截面示意

擰下后滑軌組件右滑軌面穿孔位置的M10×25mm（GB/T 70.1—2008）聯(lián)接螺釘后，用游標卡尺對φ8.5mm螺紋底孔深度進行測量，發(fā)現(xiàn)穿孔位置右滑軌螺紋底孔深度均≥23mm，螺紋底孔深度存在不同程度的尺寸超差，不滿足圖樣要求。

后滑軌組件中右滑軌截面如圖4所示。右滑軌螺紋底孔位置的有效壁厚為30mm（見圖3），底面兩側倒角9mm×45°。半精銑工序鉆φ8.5mm螺紋底孔，選用直徑8.5mm直柄麻花鉆（GB/T 6135.2—2008），圖樣要求螺紋底孔深度21mm，加上鉆頭頭部尖角尺寸約2.5mm，底孔最大深度≤23.5mm。右滑軌裝配前需精銑底面，精銑后底面兩側倒角為8mm×45°，可以計算出精銑加工量為1mm，以保證右滑軌安裝的底面基準。后滑軌組件中后滑軌螺紋底孔位置的壁厚為27mm（見圖4），兩道油槽尺寸為4mm×2mm（2處），油槽深度2mm，后滑軌螺紋底孔位置的壁厚減去油槽深度2mm，再減去精銑加工量1mm，與右滑軌截面進行比較，經(jīng)過尺寸鏈進行計算，計算得出后滑軌螺紋底孔位置的有效壁厚僅為2.5mm。

圖4 后滑軌組件中右滑軌截面示意

從右滑軌單件和后滑軌組件加工尺寸鏈計算可以看出，右滑軌半精銑工序鉆φ8.5mm螺紋底孔深度尺寸超差是造成后滑軌組件機加面穿孔質量問題產(chǎn)生的直接原因。

3 解決方案

對φ8.5mm螺紋底孔深度超差的后滑軌組件和右滑軌單件進行返修，制定具體返修方案如下。

“咦？”唐小果見糖龍變成這樣，就壯著膽子把它提了起來，把它的龍須拉得細長。見糖龍沒有任何反抗的跡象，唐小果一邊將它捏在手里把玩，一邊質問道：“你是誰？捉弄我的是不是你？你真的是龍嗎？你會騰云駕霧、呼風喚雨嗎？為什么來到我房間？”

3.1 右滑軌單件返修

對于φ8.5mm螺紋底孔深度尺寸超過21mm的右滑軌進行返修，如圖5所示，詳細返修流程如下。

圖5 右滑軌返修示意

1）右滑軌翻面，先從φ8.5mm螺紋底孔處用直徑5mm直柄麻花鉆（GB/T 6135.2—2008）鉆頭鉆φ5mm通孔；然后翻面，從背面鉆錐孔與φ8.5mm底孔接平，孔口形成焊接坡口。

2）準備M10×20mm（GB/T 70.1—2008）聯(lián)接螺釘若干，在螺釘中心位置鉆φ2mm通孔，備用。

3）用前端加石棉墊的上述M10×20mm（GB/T 70.1—2008）聯(lián)接螺釘從底面擰到右滑軌M10螺紋孔中，石棉墊至滑軌面，預留6mm左右用于補焊。

4）補焊：采用鎢極氬弧焊，焊絲規(guī)格：ER50-6、φ2.0m m，電流I＝90～120A，氣體流量8～12L/min，焊接不得有氣孔、夾渣等缺陷。

5）焊后拆除螺釘，矯正右滑軌上下左右四面，保證底面平面度≤0.5m m，左右側面平面度≤0.5mm。

6）轉機加：對矯正后的右滑軌進行機械加工，底面去除量1～1.5mm，上平面見光即可。

右滑軌返修后經(jīng)過檢驗，合格后轉入后滑軌組件裝配工序。

3.2 后滑軌組件返修

對后滑軌組件中產(chǎn)生穿孔質量問題的工件進行返修，如圖6所示，制定具體返修方案如下。

圖6 后滑軌組件返修示意

1）檢驗后滑軌組件左右滑軌面，標記待修孔的位置。

2）準備M10×25mm（GB/T 70.1—2008）聯(lián)接螺釘若干，在螺釘中心位置鉆φ2mm通孔，備用。

3）后滑軌組件翻面，底面朝上，逐個拆M10×25（GB/T 70.1—2008）聯(lián)接螺釘，φ8.5mm螺紋底孔處用直徑5mm直柄麻花鉆（GB/T 6135.2—2008）鉆頭鉆通孔φ5mm。

4）后滑軌組件再次翻面，鉆錐孔與φ8.5mm底孔接平，并倒角形成焊接坡口。

5）裝入中心鉆孔的M10×25mm聯(lián)接螺釘，螺釘端頭加石棉墊作為焊接襯墊，石棉墊至滑軌面預留5～6mm用于補焊。

6）重復步驟3）～步驟5）。

7）清理待焊位置油污等。

8）補焊：采用鎢極氬弧焊，焊絲規(guī)格：ER50-6、φ2.0mm，電流90～120A，氣體流量8～12L/min，焊接不得有氣孔、夾渣等缺陷；蓋面焊時可用φ17mm×φ11mm（外徑×內徑）、厚度2mm的保護環(huán)對滑軌軌道表面油槽棱邊進行保護，防止焊接燒蝕油槽棱邊。

9）逐個拆掉中心鉆孔的M10×25mm聯(lián)接螺釘，換裝M10×25mm（GB/T 70.1—2008）聯(lián)接螺釘。

10）對補焊的后滑軌組件進行機械加工。

11）后滑軌組件轉入化學鍍鎳工序。

后滑軌組件和右滑軌按上述返修方案進行返修，經(jīng)檢驗，未發(fā)現(xiàn)其他缺陷，最終滿足了設備的使用要求。

4 結束語

從后滑軌組件穿孔質量問題件返修的全過程來看，由于單件滑軌孔加工尺寸超差，導致后滑軌組件發(fā)生批量穿孔質量問題，教訓十分深刻。通過制定針對性的返修技術方案，驗證后滿足使用要求。由此應吸取教訓：在產(chǎn)品加工過程中，嚴格按圖樣要求尺寸和公差進行加工。質量部門及加工操作人員須重視，加強生產(chǎn)過程質量控制，避免此類問題的發(fā)生。