?新技术?新工艺?周一丹廖萍张政华工艺链分析法优化曲轴加工工艺65工艺链分析法优化曲轴加工工艺周一丹1,廖1,张政华2萍(11南通工学院机械工程系,江苏南通226007;21无锡市风雷动力机械配件厂,江苏无锡214026)摘要:提出了一种用于机械加工过程中误差分析的新方法,建立了机械加工过程中误差传递的数学模型,并以曲轴加工工艺优化为例,对该方法的应用作了说明。实践证明,工艺链分析法能有效地帮助工程技术人员查明加工误差的来源,为优化工艺过程提供依据。关键词:工艺链分析法;曲轴加工;优化中图分类号:TH161文献标识码:A文章编号:1007-9483(2000)06-0065-03OptimizationofCrankshaftManufacturingwiththeAnalysisofTechniqueChainZHOUYi-dan,LIAOPing(NantongInstituteofTechnology,JiangsuNantong,226007,China)Abstract:Itbringsforwardsanewmethodtoanalyzethemachiningerrors,setsupthemodeloferrortransmission.Asanexam2ple,itoptimizestheprocessofcrankshaftmachining.Theanalysisoftechniquechaincanbeusefultoobtaintheerrorsource.Keywords:AnalysisofTechniqueChain;CrankshaftMachining;Optimization现代机械制造业对机械加工的精度及其过程控制提出了越来越高的要求,主动控制生产过程,提高加工精度是制造业所需要解决的一个大问题。积极探索各种机械加工精度分析的方法,目的是为了找出加工过程中影响加工精度的各种因素及其相互间的关系,从而为解决生产中出现的工艺问题和优化加工工艺提供依据。目前,用于机械加工精度分析的方法主要有质量因果分析法、布曲线法、分X—R点图法和单因素相关分析法等。这些方法各具特点,但也存在着明显的不足和局限性。事实上,在生产实际中,各种切削加工过程所伴随的现象是非常复杂的,诸多的因素在不同程度上影响着整个加工过程。如果能够对整个工艺过程进行系统地分析,摸清各工序间误差传递的本质关系,这对于建立机械加工工艺模型、控制加工误差和优化工艺过程都具有十分重要的意义。为此,笔者经过多年探索,在生产现场工艺试验的基础上,提出了一种用于加工过程中误差分析的工艺链分析法。1工艺链及其分析法111工艺链的数学描述就零件的整个加工过程而言,一般由很多道工序组成[一个工序集,且这些工序通常呈“离散性”1]。当用某一精度指标对零件的某一被加工表面进行分析时,其中的一些[工序呈“相关性”2,3],即工序间存在着或多或少的内在联系,这些具有内在联系的工序,就象是一条“链子”中的环,一环扣住一环,相互关联,相互影响。我们把整个加工过程中与零件某一被加工表面精度指标直接有关的一串工序称为“工艺链”如图1所示。,对于所需研究的工艺链,在不能完全了解其机理的情况下,可根据生产现场或工艺试验获得的数据建立相关域,在相关域中点的分布特征反映了变量间的相互关系的特点。采用相关分析法可获得工艺链中每个工序加工精度与有关因素间关系的简略数学描述,可用一线性或非线性方程来表示[1,2]。为表达和处理上的方便,一般可用曲线取直的方法,即将曲线用直线加以表达,作这样的处理,虽然会带来误差,但绝大多数情况下用作工程指导是可行的。生产实践表明,经过第n道工序加工所输出的误差yn与工序前输入误差(毛坯程序)xn-1之间存在着一定关系。若这一关系方程经检验其相关系数Rxy值可信,则线性关系存在,可表达为:(1)y=ax+b式中:ax表示上道工序误差转移到本道工序中的部分误差;a为传递系数;b为本工序新产生的误差,它只与本工序加工过程中的作用条件及规范有关。由式(1)可以得出以下两点:(1)任何一个工序的输出误差,总可以分解成上道工序的转移误差和本道工序的自有误差两部分。区分这两部分误差,有助于查明该工序加工误差的主要来源,以便有目的地加以干预。(2)由于工艺链中的任何一道工序,其上道工序的加工误差就是本道工序的输入误差,即yn-1=xn。n个工序由组成的工艺链,可得到n个输入与输出误差之间的关系方程,第n道工序的yn值可由下式求得yn=i=1Пbinx1+图1工艺链示意图i=2Пbina1+i=3Пbina2+……+anbn所以,整个工艺链就可以通过把输入误差变化为输出误差