關(guān)鍵詞:摩托車制動圈 機(jī)加工 表面粗糙度 優(yōu)化工藝
制動鼓摩托車制動圈采用HT250鑄鐵,客戶要求機(jī)加工后除了控制加工尺寸和形位外,加工表面粗糙度也要滿足要求。摩托車制動圈加工后表面粗糙度不但對使用壽命有較大影響,對制動性能及制動噪聲也有影響。因此,摩托車企業(yè)對用HT250鑄鐵加工的摩托車制動圈表面粗糙度都有技術(shù)要求,粗糙度控制在1.6 μm≤Ra≤3.2 μm,同時滿足Rz≤10 μm和R≤12.5 μm。
1 問題發(fā)現(xiàn)
根據(jù)GB/T 1031-2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu)輪廓法表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》標(biāo)準(zhǔn),關(guān)于粗糙度有幾個參數(shù),其中在實(shí)際生產(chǎn)中作為產(chǎn)品評判用的主要有Ra、Rz和Rmax,根據(jù)表1所示的粗糙度對照表中各粗糙度參數(shù)的關(guān)系說明,Ra3.2 μm對應(yīng)的Rz為12.5 μm。
摩托車制動圈機(jī)加工表面粗糙度的改進(jìn)圖片1
通過對加工實(shí)物進(jìn)行研究,充分運(yùn)用質(zhì)量分析工具對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),加工面粗糙度Rz在產(chǎn)品加工到30件以后,情況惡化,數(shù)值急劇增高。現(xiàn)場分析認(rèn)為,主要原因是使用的刀具是專門加工灰鑄鐵的,加工部位雖然主要是灰鑄鐵HT250,但有一小段鋁合金,加工過程中受鋁合金粘磨影響,刀尖產(chǎn)生積屑瘤,導(dǎo)致加工到一定程度后粗糙度不穩(wěn)定。為此,在保證冷卻潤滑、切削速度、切深大小等工藝參數(shù)不變的情況下,換用另一種增加修光刃的刀片重新進(jìn)行試驗,以加強(qiáng)對鑄鐵部位的修磨作用。從試驗結(jié)果看,Ra明顯優(yōu)于原來的刀具,但Rz依然不穩(wěn)定,而且個別有增大的趨勢,合格率雖然較之前有提升,但從圖1檢測儀器圖形來看,加工后的表面不是很平整,中間有許多的點(diǎn)是突然變化的,而且基本都是往下走。
對加工后的摩托車制動圈檢測粗糙度,發(fā)現(xiàn)粗糙度并未完全按表中的對應(yīng)關(guān)系體現(xiàn),因此,要使粗糙度控制在要求范圍內(nèi),必須找出原因進(jìn)行改進(jìn),摩托車制動圈加工粗糙度數(shù)值對比如表2所示。
經(jīng)分析認(rèn)為,在實(shí)際生產(chǎn)中影響粗糙度的因素有很多,如刀片材料、形狀、冷卻潤滑情況、設(shè)備轉(zhuǎn)速、切削速度及切深大小等,這些參數(shù)要正確選擇,如表2中Ra是控制在3.2 μm內(nèi)的,符合要求,但要重點(diǎn)調(diào)整Rz、兩數(shù)值。
2分析與改進(jìn)
影響產(chǎn)品加工表面粗糙度的主要原因有原材料質(zhì)量、工藝參數(shù)和使用刀具,按照此確立的方向,首先對不同批次的HT250材料進(jìn)行了多次檢查,其成分、硬度、金相均符合技術(shù)要求,說明原材料比較穩(wěn)定。
為此,筆者又對產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行了剖面分析,在不良產(chǎn)品表面發(fā)現(xiàn)了許多小點(diǎn),通過放大觀察,其表面有類似針孔一樣的現(xiàn)象在表面排列如圖2所示。
對不良產(chǎn)品中HT250材料進(jìn)行金相及表面探傷分析如圖3所示,檢測結(jié)果表明,材料質(zhì)量是在技術(shù)要求范圍內(nèi)的,為此又對加工中變化的情況及一些細(xì)節(jié)進(jìn)一步分析。通過對比試驗發(fā)現(xiàn),之前考慮到提高粗糙度質(zhì)量,刀具更換為帶修光刃的刀片,此類刀具刀尖半徑相對較小(車刀刀尖隨著圓弧的增大,徑向力也相應(yīng)增大),為了減小徑向力,適當(dāng)減小了刀尖圓弧半徑,導(dǎo)致在加工過程中刀具磨損速度不穩(wěn)定,造成HT250材料中較粗石墨掉落現(xiàn)象,引起加工表面雖然產(chǎn)生了很多類似針孔,但探傷試驗為合格的現(xiàn)象。
在此基礎(chǔ)上,適當(dāng)增大刀尖半徑到1.2 mm,并對現(xiàn)場加工工藝進(jìn)行了調(diào)整,如加強(qiáng)冷卻和潤滑效果,合理的切削速度,規(guī)定刀具使用壽命等。經(jīng)過在某車間1個月的使用,現(xiàn)場抽檢記錄反映,不良率從之前的64.5%下降到1.2%,其中最大值為Rz13.3 。
3結(jié)論
本次對鋁輪摩托車制動圈加工粗糙度的改進(jìn),通過合理的分析方法,選用合理的加工刀具,并對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,確保了粗糙度各參數(shù)受控,使加工的產(chǎn)品滿足客戶要求,也為以后解決類似問題奠定了基礎(chǔ)、積累了經(jīng)驗。
