摘要

      近年来，随着机床行业的飞速发展，市场竞争越来越激烈，国内各家机床企业不断的推出自己的新产品来满足市场的需求。在推陈出新的同时，机床性能质量的提升成为各个公司努力的方向。我公司新研发的动梁龙门移动式加工中心，其机床总体布局为龙门框架移动、滑枕升降、工作台固定的布局形式。横梁夹紧机构装置是动梁龙门移动式加工中心的重要组成部分，其零部件的质量直接影响横梁在立柱上的定位稳定性和主轴的加工精度。通过质量管理方法，分析了夹紧机构质量的主要影响因素并有针对性的改进结构设计和加工工艺，从而大幅度地提升了机床整体性能表现，同时也提升了产品的市场竞争力。

      关键词：提升、夹紧装置、各构件、加工质量

      引言

      目前国内各家机床行业都在展示自己的最新产品，如宁波海天精工机械有限公司制造的HTM-30GLEX横梁升将龙门五面加工中心，其横梁与立柱导轨副两侧设夹紧机构，采用杠杆式强力夹紧，满足强力切削要求。随着汽车工业、航空航天、模具、造船等行业的迅速发展，各种板类、机架类、模具等大型零部件的加工需求越来越多，适用于加工这些零件的动梁龙门加工中心机床有着广阔的市场前景。一些国际先进的技术都在动梁龙门式加工中心上有了运用，如双伺服轴同步驱动、滚滑动复合导轨和液压油缸自动平衡补偿系统。这些先进的技术的运用，提高了机床的加工精度和刚度。所以，各家机床企业对自己的产品质量要求也越来越高。

      一、先介绍一下横梁夹紧机构构件总成及其工作原理

     （图一）
     （二）横梁夹紧机构工作原理简介

      （图二）

      二、 夹紧装置各构件质量不合格出现如下现象

      动梁龙门产品横梁夹紧机构如上图，在装配过程中当液压夹紧时，螺钉拽动镶条下板与杆移动，出现压板与镶条下板接触面翘缝0.1㎜以上，不满足0.02㎜塞尺不下要求，不合格。通常是小件车间加修杆，将直径φ25f7配合外径车小，减少外径的导向作用，同时配磨镶条下板与压板接触面，每台8组夹紧器，主要零件返修率93%，装配配制时间约25-45天左右，严重制约装配周期，因零件精度不合格，使横梁夹紧机构可靠性降低。因此，提高夹紧装置各构件的加工质量，满足装配要求。

      三、 夹紧机构各构件质量不合格调查及解决目标

      （1）2010年2月至2011年6月期间给用户组装的4台动梁龙门机床夹紧装置调查发现，夹紧装置中的压板平均返修数8次，镶条下板平均返修次数14次，杆平均返修次数15次，镶条平均返修2次，返修次数如下图。

      对装配过程中返修率较高的三种件压板、镶条下板、杆质量不合格率进行统计，一次质量不合格率为：(20.3%+38%+35.4%)÷3=31.23% , 其中压板占问题的20.3%,杆占问题的38%,镶条下板占问题的35.4%。

      （2）、解决目标：

      根据统计的质量不合格率占的百分率我们确定的目标：
      解决压板问题降低质量不合格品率 ：（100%-31.23%）X20.3%X10%=1.4%
      解决杆问题降低质量不合格品率: （100%-31.23%）X38%X10%=2.62%
      解决镶条下板问题降低质量不合格品率： （100%-31.23%）X35.4%X10%=2.44%
      预计降低质量不合格品率：31.23%-1.4%-2.62%-2.44%=24.77%

      四、对夹紧装置各构件质量不合格进行原因分析

      1、小装后的夹紧装置各构件没有达到装配要求，进而对各构件进行原因分析，并得出以下6个末端因素，如下树图所示。

      2、根据得出的末端因素制定了确定影响夹紧机构各构件加工质量的确认表，如下。
 

      因素1、2、3、6经过现场调查，不是影响夹紧装置各构件加工质量不合格的原因，最后经过现场分析、讨论后认为:因素4、因素5均可能有影响夹紧装置各构件加工质量不合格的因素，需进行相关验证确认。

      1）、因素4确认方法

      先查看图纸，看图纸给的基准是否符合装配基准要求，见下图纸.

       
 
      箭头指的位置为装配基准面，装配基准面上放镶条下板，要求基准面与镶条下板之间0.02mm塞尺不入，当把杆和镶条下板连在一起后，用0.02mm检查了镶条下板和基准面之间，塞尺进去，有0.1mm以上的缝隙，证明不符合装配要求，这时查找原因为什么螺钉没把镶条下板时，镶条下板和装配基准面之间下0.05mm塞尺，把上后下塞尺数值更大了呢？看看图纸，图纸中穿杆的孔没有与装配基准面有任何要求，导致杆和镶条下板把上后，装配基准面与镶条下板之间下0.02mm以上缘故。同时把镶条下板的杆由于加工时无法控制杆端面到轴肩面8件尺寸一致性的要求，导致杆个个件需要装配出数，加工车间配磨。由此得出，零件精度不满足要求，确定为质量不合格的重要因素之一。

      2）、因素五确认方法

      工艺安排的加工方法是采用钻、扩、铰的加工方法加工4-φ25H7孔，先用φ23钻头钻孔，由于工件4-φ25H7孔长162mm，没先钻导向孔后直接钻、扩、铰孔，导致加工后的孔出现锥度。对现场加工完2件进行检查，4-φ25H7孔加工后有锥度，前面孔大后面孔小，而且件1与B面平行度0.5；件2与B面平行度0.15，不符合装配要求，确定为要因，如下表。

      3）、对确定影响夹紧装置质量的因素如下表

      采取措施一

      要求设计进行零件图纸改进，使设计基准与装配基准统一。
      压板增加基准面，孔4-φ25H7增加与基准面平行度要求;增加调整垫，减少杆轴端面的配磨。

      改进工艺方法：

      1.4-φ25H7孔原采用钻、扩、铰加工方法现改为钻、镗、铰孔的加工方法，加工后的孔粗糙度达到1.6以下，与基准面平行度0.03以内, 保证孔的精度。

      2.通过对返修压板的规律总结，孔Φ25H7与基准面成0.04度夹角，保证装配精度要求。

      3.工艺提设专用斜向垫铁，将工件放在斜向垫铁上，无须找正，加工零件，保证装配夹紧机构组件时不再出现0.02mm塞尺下的现象。

      4.同时增加调整垫零件，使轴再也不用加修了。

      5，镶条下板工艺严格控制氮化前后的留量，保证螺纹孔至B基准面距离尺寸精度15±0.05。B基准面0.02塞尺不下，A、B基准面垂直度不大于0.02。

      4)、对改进后的图纸及工艺进行实施验证

      通过上表可以看到，零件不合格返修率由平均31.23%下降至7.9%。装配周期从原平均45天下降至12天。横梁夹紧机构构件加工质量问题得到显著提高。

      （2）对一次加工压板件共8件及镶条下板件共8件跟踪加工及检测。

      压板件工艺改进后，用订购专用半精镗刀转速S=500,进给量F＝50，代替扩孔钻，再铰孔后孔粗糙度达到1.6以下，检查4--φ25H7孔与B面平行度0.03以内。镶条下板的热处理氮化前后的工艺控制，加工后2.5度斜面平面度0.02塞尺不入。

      5）、取得的经济效益和成就

      （1）、零件质量不合格返修率由平均31.23%，下降至平均7.9%（每台构件总数96件），装配周期从原平均45天下降至平均12天。

    
      （2）、大幅减少了装配过程中返修件的频次，提高了装配效率，同时通过质量控制，在加工环节中也大大提高了工人素质，实现了产品质量和装配效率同时提高。

      6）、为了确保今后零件加工保证质量，我们制定如下巩固措施

      标准化工艺，编制数控工艺及零件装夹立体附图，图示化零件装夹找正位置，固定刀具，给定切削参数，计算零件节拍时间，固定程序。

      为了保证夹紧装置在小装后各零件之间的尺寸链要求，编制了可视化工序图，张贴在车间公视板上，强化操作者及检查员注意关键件特殊尺寸重要性，严格控制零件精度。

       五、总结

      只有总结我们才可能有进步，所以在总结中进步，在进步中总结，本论文用质量的思路去解决实在的质量问题，用最普通最简单的质量管理工具把问题的要因找到并继而快速的解决。

      今后，立足车间一线生产，不断发现问题，探索最佳解决方案，在工作中一如既往的用先进的质量管理方法和质量技术方法，对零件加工的质量不断提高。 （文自：中捷机床有限公司）