可伐框架制造过程中校正工艺的研究

　　摘要：可伐框架在粉末冶金烧结成形后的冷却过程中，会产生比较严重变形，变形范围在0.05～0.2mm，工件的合格率仅为40-50%。文中对可伐框架的校正工艺进行了较为深入的研究，并通过大量的工艺试验找到了一种简单、高效、可行的校正工艺方法。

　　关键词：可伐框架;工件;粉末冶金;校正工艺

　　随着中国经济的高速发展以及人口红利消失和人口老龄化的加速，我国的产业升级，实现自动化高效生产、进行技术创新已经是大势所趋[1]。要想实现高效自动化生产就必须先从生产工艺研究着手，适合实现自动化生产的成熟工艺是下一步进行非标自动化设计的依据和基础。所以，自动化生产设备实际上就是实现批量生产工艺的手段，发达国家生产技术上的先进不仅仅体现在生产设备上的先进，更重要的是体现在生产工艺方法上的先进。

　　1可伐框架校正工艺研究的背景

　　本工件的材质为4J29可伐合金也称为铁镍钴合金，多用于真空电子、电力电子等行业的器件制造[2]。可伐框架为中空方框结构，用粉末冶金的方法烧结而成[3]。原制造工艺的出发点是充分利用粉末冶金加工具有精度高、尺寸一致性好和产量大的特点，采用了一次成型的模具设计。

　　工件尺寸设计精度在10～11级，而粉末冶金的加工精度一般都能达到7～9级，由此可见用粉末冶金的加工方法应该是没有问题的。但是在实际生产过程中，由于零件的薄壁框型结构特点以及粉末冶金材质的物理特性，导致了零件在烧结冷却后出现了严重的变形，变形范围在0.05～0.2mm，合格率仅为40-50%。

　　为了维持生产，厂家采用修整模具进行强行冲挤校正的方法来挽救不合格的零件，然而这种工艺方法不成熟，合格率和效率都太低，每个员工一天只能校正500-600个工件，而且手工操作安全隐患很大。总之，由于可伐框架校正工艺上没有获得突破，从而导致现场积压的半成品太多而无法完成订单。所以，可伐框架校正工艺的研究是厂家迫在眉睫的需求。

　　2可伐框架变形的技术分析

　　首先，我们对可伐框架材料进行了分析。可伐框架的材料为4J29可伐合金，用粉末冶金的方法模压烧结而成，其相对于致密的状态具有变形回弹量小的特点。其次，我们取1000件可伐框架工件进行了实测、统计和分析。

　　从数据的分布情况来看，可伐框架壁厚尺寸基本都在图纸设计范围内，只有3件即0.3%壁厚超差。其余的轮廓偏大和偏小超差各占50%。经过分析，我们初步确定了两步校正的工艺方案，即第一步进行扩张校正，第二步进行收缩校正，以使工件在校正时产生充分的变形，从而实现“矫枉过正”的目的。

　　为了进一步地使这种校正工艺适合于批生产，省去对可伐框架合格件或不合格品件、收缩或扩张超差件的测量和分拣工作，就要想办法使工件无区别的通过两次校正，以提高生产效率。为了实现上述的技术目标，我们针对两步校正过程设计了相应的工艺试验装置。

　　通过3个批次，每批次1000件的工艺试验，逐步的掌握了校正工具尺寸与可伐框架永久变形和弹性变形的关系规律，并通过实验数据的统计分析找到了校正工具的最佳尺寸参数。最终实现了在连续校正过程中，第一不影响合格的工件，第二使扩张校正和收缩校正互不影响。从最后的试验结果来看，我们的基本工艺方案是成功的，1000件可伐框架校正试验后的尺寸合格率达到99%。

　　3可伐框架的批生产工艺方案

　　根据调研的情况、可行性分析以及工艺试验，实现可伐框架校正自动化是完全可行的。其工艺流程可以分四个工位来完成，实现多工件连续加工。①工位：上料工位。通过振动送料装置将工件按序排列，经过滑道及推料机构自动上料[4]。②工位：扩张工位。通过移动支架将工件从①工位移到②工位，扩张压头进行工件校正。③工位：收缩工位。通过移动支架将工件从②工位移到③工位，收缩压头进行工件校正。④工位：下料工位。通过移动支架将工件从③工位移到④工位，通过滑道在重力的作用下使工件自动落入成品料仓。根据工艺试验及相关计算，一个工作循环可以确定为3秒，每小时可校正1200个工件，按每天工作8小时，可校正的量为9600个，由此可以匹配前道工序的生产批量。

　　4可伐框架校正机构及自动校正设备的设计方案

　　可伐框架全自动校正设备以厂家提供的JC23-6.3型冲床为主机，根据可伐框架校正批生产工艺流程，在主机的基础上配置自动上料设备、自动整形结构、自动检测设备和接料装置等。基于JC23-6.3型冲床的技术参数。

　　5结束语

　　可伐框架校正工艺方法的研究，是根据企业的生产现状和实际需求出发的。通过充分的调查研究和深入的专业技术分析，把工艺研究建立在严谨的工艺试验和数据处理之上，从而形成了简单、可靠、高效的批生产工艺方案。并由此提出了易于实施，性价比高，操作安全方便的全自动校正设备的设计方案。关于这种可伐框架校正工艺的研究成果和过程方法，对于提高效率、降低生产成本的相关技术工作具有一定的借鉴和参考意义。

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