壓力機連桿球面粗糙度加工

藍金梅

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

0 引言

我公司與德國漢克自動化公司聯合設計的數控多工位DL-4 2500 型壓力機，是當今世界上功能最全、規格最大、技術含量最高的多工位沖壓設備之一。合作項目已被列入國家中長期科技發展規劃所確定的16 個重大專項之一。多工位壓力機相當于是多臺壓機及拆垛送料系統的集成，即一臺多工位壓力機相當于一條自動化壓力機生產線，可提高生產率2～3 倍。一般由線首單元、送料機構、壓力機和線尾部分組成。最快效率可達25 次/min 以上，可滿足高速自動化生產。壓力機產品連桿是傳動的核心零件，連接導柱與偏心套完成沖壓動作（如圖1），其球面表面粗糙度Ra0.8，且球面高頻淬火48～55HRC（如圖2），因此，采取普通刀具加工方法，無法保證表面粗糙度Ra0.8的要求。后采用普通磨削方法經過多次試驗，表面粗糙度最理想的狀況才能達到Ra1.6，仍不能滿足設計要求。

采用數控龍門銑床磨削加工工藝方法，使表面粗糙度達到Ra0.8 的要求。

圖1 連桿在傳動機構中位置

圖2 連桿球面位置

1 零件分析

1）連桿體外形為不規則形狀，全長1 520 mm，共有孔二部分：I、II。

2）I、II 部分孔從大到小依次是：φ340H7，φ67H7，φ170g6 球頭等構成。I、II 孔孔距1150±0.2 mm。

3）II 部分外圓與孔同軸度要求為φ0.02 mm。與I 孔平行度為0.02 mm，φ170g6 外圓，粗糙度Ra0.8。

2 試驗過程

數控設備磨削球面需要試驗X、Y、Z 軸三個方向的同時進給，各項參數的選擇直接影響球面表面粗糙度。

此次確定表面粗糙度Ra0.8 是一個試驗的過程，因此采用無正交作用的正交設計與數據分析。經分析有A、B、C 三個因子可能影響輸出力矩：A 為主軸轉速，B 為X、Y 進給量，C 為Z 軸進給量。

根據各因子的可能取值范圍，經過全體組員的分析研究，決定在本試驗中用的因子水平如表1 所示。

表1 因子水平表

表2 試驗計劃與試驗結果

1）尋找最好的試驗條件：

由 表1、2、3 的數據分析，我們可以得出結論：（1）因子A 的水平3 最好，因為其指標均值最小。（2）因子B 取水平2最好，因為其指標均值最小。（3）因子C取水平1 最好，因為考慮效率高。

綜上可知使指標達到最大的條件是A3、B2、C1，即主軸轉速1 200 r/min，X、Y 進給速度取400 mm/min，Z 向進給取5mm，加工出的球面粗糙度能夠達到Ra0.8。

表3 利用正交表進行數據分析

圖3 各因子對粗糙度的影響

2）各因子對指標影響程度大小分析：因子A 的極差為：RA=5.0-1.2=3.8，因子B 的極差為：RB=3.5-2.8=0.7，因子C 的極差為：RC=3.0-2.9=0.1。

從3 個因子的極差可知因子A 影響最大，其次是因子B，而因子C 最小。

3）各因子不同水平對指標的影響圖如圖3 所示，可以明顯看出每一因子的最好水平A3、B2、C1，也可以看出各個因子對指標影響的大小，RA＞RB＞RC。

圖4 現場實際加工過程

如圖4，對經過確定的切削參數逐一進行試驗，終于確定正交表中第8 組：A3B2C1 為最佳參數，經過質檢人員檢查，表面粗糙度達到了Ra0.8 的要求。