AXON来图加工防喷器的制造、工艺优化与工装设计制作

于婕

摘 要：随着市场竞争的日益激烈，石油机械市场的价格大战日趋白热化，要想在激烈的競争中脱颖而出，抓住客户的喜好是成功的关键，而客户的个性化、多样化需求与企业批量化和标准化生产无疑成为一种矛盾。河北华北石油荣盛机械制造有限公司是具有一定国际知名度的综合性石油机械制造企业，这次拿到外国客户AXON来图加工防喷器订单，所需防喷器为公司首次加工，需求批量大、交货周期短、技术要求高，尤其是要求以散件形式发货，对尺寸加工精度提出了更高的要求。在AXON来图加工防喷器的制造中，优化加工工艺30余项，设计制作了铰链座轴加工工装、闸板体偏心外圆加工工装等工装近20项，从而使生产加工更加顺畅，满足客户越来越高的产品质量要求，使得所有零部件实现互换，实现了产品一次装机合格率100%的目标。

关键词：防喷器；工艺；工装；互换性

中图分类号：TH16 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0064-02

前言

随着市场经济的不断完善和世界经济一体化的深入发展，我国的先进制造技术得到了越来越多国家的肯定。发展我国的先进制造技术，必须同现有的制造业水平相结合，以具有国际竞争力的新产品开发为目标，以新产品的开发带动先进制造技术的发展。河北华北石油荣盛机械制造有限公司是具有一定国际知名度的综合性石油机械制造企业，是全球产销量最大的陆地防喷器制造商，是国内实力最强的井控装备制造与配套企业，产品已打入北美、南美、海湾、非洲、中东、亚太等全球主要产油区域的美国、加拿大、俄罗斯等40多个产油国家。这次拿到外国客户的AXON来图加工防喷器订单，开拓了新的海外市场，所需防喷器为公司首次加工，需求批量大、交货周期短、技术要求高，尤其是要求以散件形式发货，对尺寸加工精度提出了更高的要求。从图纸下发开始就研究落实生产加工中的每个细节，借鉴以往防喷器加工中积累下来的宝贵的经验，安排由具有丰富现场施工经验的技术员负责AXON来图加工防喷器的制造、工艺优化与工装设计制作。

1 分析图纸

拿到一份图纸，首先要分析图纸，找出其中的重点、难点进行技术攻关，解决技术难题。然后要进行技术交底，指导操作人员如何进行加工、操作时需要注意的问题和容易出错的地方。整个生产加工进度就像一列飞驰而来的火车，而技术员所要做的就是要赶在火车到来之前，把轨道铺好、把所有问题解决掉，确保火车在正确的轨道上呼啸而过，顺利及时到达目的地。

2 较高的精度和较强的互换性

这次的来图防喷器与以往不同的是，以往的防喷器是在生产厂内组装完成的。这次的来图防喷器用户要求以散件形式发货，在收到加工好的零件后自行进行组装，这就要求每个零件有较高的精度和较强的互换性以满足用户在自行组装中达到完全互换，这是加工中需要考虑的重点。

2.1 侧门的轴孔加工工艺与互换性工装

侧门与铰链座轴配合的两个轴孔属于关键加工部位，在侧门的加工中需要同时保证以下形位公差的要求：

2.1.1 保证侧门上下两轴孔同轴度的要求，便于铰链座轴的安装。

2.1.2 保证两轴孔与侧门水平中线的垂直度要求，防止侧门与壳体组装时，侧门上螺栓通孔与壳体螺纹孔发生偏斜，螺栓不能拧入。

2.1.3 保证轴孔与基准面A在垂直壳体内腔方向上位置度的要求，用以保证侧门组装在壳体两端后，侧门密封圈有适当的压缩量。

根据各个零件间的相互关系，设计制作了互换性工装。互换性工装的加工是在立式加工中心完成的，一次性完成工装的上端面、两侧面以及工装上端面两定位销孔的加工。互换性工装用于卧式加工中心，互换性工装的定位销孔对侧门进行定位，对工装侧面进行找正来加工侧门的轴孔的步骤如下：

（1）侧门工装右侧下端通孔与工作台中心利用定位销定

位，定位间隙保证在0.02mm以内，侧门装夹于工装上后，两轴孔中心线与工作台中心线重合。

（2）将工装侧面做为找正基准，找正后固定于工作台上。

（3）将侧门密封面朝下利用两定位销通过斜相对的两侧

门通孔固定于工装上端面上。

（4）铣削轴孔一侧端面，保证设计轴孔长度；端面铣削完成后，镗削至设计尺寸。

（5）工作台旋转180°，铣削另一侧轴孔端面，并且完成该侧轴孔的镗削加工。

这样就能保证设计中要求的垂直度公差与位置度公差。利用卧式加工中心工作台的回转精度来保证图纸设计轴孔同轴度误差。解决了来图防喷器铰链座、壳体、侧门互换的问题，并提高了产品质量。另外，在侧门加工完成后，两轴孔内毛刺的清理打磨也是至关重要的。因为在侧门轴孔与铰链座轴的组装中，如果轴孔两端倒角以及轴孔内油槽的倒角有尖角尖棱或飞边毛刺等，容易出现铰链座轴上O型密封圈胶件损坏，导致漏油现象。

工装的应用，不但提高了产品尺寸精度，解决的互换问题，而且使得铰链座的加工不拘泥于“只能等到卧式加工中心先干完才可以进行立式加工中心的工作”的顺序，使得卧式加工中心和立式加工中心可以同步进行加工，加快了生产进度。在工装的制作材料方面，利用尺寸合适的方形废锻料加工而成，缩短了工装制作周期和材料成本。

2.2 提高油管同轴度

铰链用油管是用于壳体正面左右两端铰链座的油路连接用，液缸用油管是用于单侧侧门与缸盖的油路连接用。在装配过程中，如果油管两端同轴度偏差过大，可能出现别劲现象，严重时可能妨碍两端铰链座以及侧门与缸盖等工件的正常组装。按照常规的方法加工是精车时左端用三爪自定心卡盘夹紧，右端打中心孔，用顶尖顶住，车削完一端后调头车削另外一端。由于三爪卡盘定位精度较低，车削后油管的同轴度不能满足高精度的要求，为了提高油管的同轴度，改用双顶尖加鸡心夹头的装夹方式来实现：用三爪卡盘装夹一段棒料，车出60°锥面代替前顶尖，在尾座套筒内安装后顶尖。车削前，先横向调节尾座体，使前后两顶尖轴线重合。油管两端钻完油路孔后，加工60°内锥面做为定位面，利用鸡心夹头装夹油管外圆，两端利用顶尖对顶后车削一端。车削完一端后调头，更换鸡心夹头位置，对顶后加工另一端。此种定位方法的优点是利用双顶尖安装，两端都是锥面定位，准确度比较高。即使多次装卸与调头，油管的轴线始终是两端锥孔中心的连线，即保持了油管的轴线位置不变。油管加工完毕后，可以通过在两端台阶轴各放置一块V型铁，缓慢旋转油管外圆360°，百分表测出的读数差值即为油管两端台阶轴同轴度偏差值的方法检测两端台阶轴的同轴度偏差。

2.3 铰链座定位销孔工装的设计制作

为了达到防喷器壳体、侧门、铰链座的互换性，定位销孔的加工也是至关重要的。定位销孔除需要保证尺寸精度外，还需要保证以下位置公差要求：（1）两定位销孔中心距的位置公差；（2）定位销孔中心线的中心与铰链座中心的位置偏差；（3）铰链座轴孔与定位销孔中心距离的位置公差；（4）定位销孔与基准面C的垂直度要求。

为此，特设计制作了铰链座定位销孔工装，在立式加工中心利用铰链座定位销孔工装一次装夹可以完成铰链座两个定位销孔、五个固定螺栓孔以及各台阶面、圆弧面的加工：

（1）将工装按两侧面作为基准找正后固定于工作台；（2）

将外形尺寸磨削完成后的铰链座置于工装上，使两侧面与工装两基准面贴紧后利用两端顶紧螺栓固定于工装上；（3）利用寻边器找铰链座两侧面坐标，将坐标差值作为中心坐标；（4）加工各台阶面、圆弧面，定位销孔以及固定螺栓孔。在此工序的加工中，通孔是利用普通钻头钻削完成的。如果先加工出台阶面再进行通孔的钻削加工，会使位于中心位置的固定螺栓孔在钻削过程中产生断屑钻削现象。由于普通钻头的刚性较差，导致钻削后通孔出现位置偏斜的现象。因此在铣削台阶面前应该先加工出位于中心位置的螺栓通孔；（5）找出两注油孔与进油口坐标，便于后续加工。

此外，还设计制作了铰链座轴加工工装、闸板体偏心外圆加工工装等工装近20项，共计优化加工工艺30余项，从而使生产加工更加顺畅，满足客户越来越高的产品质量要求，所有零部件实现互换，实现了产品一次装机合格率100%的目标。

参考文献：

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[2]杨国强.煤矿机械制造中工装设计之我见[J].技术与市场，2014（08）.

[3]董萌.机械工厂的工艺设计及注意事项[J].科技与企业，2014（07）.

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