标题 | 关于环形类薄壁零件的加工工艺分析 |
范文 | 孙少江 摘 要:薄壁零件在加工中对各种影响因素十分敏感,极易产生变形,很难满足精度要求,严重影响产品质量,因而成为机械加工中的一大难题。本文就环形类薄壁零件的加工工艺进行说明。 关键词:影响因素;加工精度;加工工艺 一般认为,在壳体件、套筒件、环形件、盘形件、平板件、轴类和特形件中,当零件壁厚与内径曲率半径或轮廓尺寸之比小于1/120时,称作薄壁零件。 1 影响加工质量的因素 对于薄壁零件加工精度的影响因素主要有以下几个方面: (1)毛坯刚性低; (2)毛坯本身有形状误差;(3)装夹时零件产生弹性;(4)切削过程中零件产生变形;(5)机床、夹具、附件本身刚性不足;(6)加工过程中热变形增大零件形位误差;(7)切削振动造成加工误差;(8)加工后残余应力导致零件变形;(9)零件在搬运、装配、调试过程中产生变形。上述诸原因中,零件弹性变形是主要原因,其次工艺系统热变形和零件的残余应力也是引起变形的重要原因,因此要获得尺寸、形状、位置精度稳定的零组件,是一项系统工程。 2 提高加工精度的方法 在实际生产中,提高薄壁零件精度的方法主要有以下几点: 1)工件分粗、精加工,粗加工时夹紧力大些,精加工时,夹紧力小些; 2)刀柄刚度要高,车刀修光刃不宜过长,刃口要锋利; 3)增大装夹接触面,使工件夹紧时不易产生变形; 4)采用轴向夹紧工件,使工件轴向刚性变大,不易产生变形; 5)增加工艺肋,以增加此处刚性,加工完毕后再去除; 6)充分浇注切削液,降低工件切削温度,减少工件热变形; 7)合理确定加工方案,先粗后精、先近后远、先内后外、走刀路线最短以及特殊情况特殊处理. 对于加工精度要求较高的薄壁零件,应把粗加工、半精加工、精加工分开进行,以避免粗加工时引起的弹性变形、热变形等各种变形。 3 典型薄壁零件的工艺分析 如下图1所示的零件: 3.1 根据图示确定加工工艺 (1)加工方式:加工中心立铣; (2)加工设备:华中数控系统的立式加工中心; (3)毛坯材料:45钢 150mm×120mm×26mm; (4)加工刀具:Φ10立铣刀、Φ8立铣刀、Φ8.5和Φ9.8的钻头、Φ10H7的铰刀; (5)切削用量:如下表1所示; (6)工艺路线:如下表1所示; (7)夹具选用:采用平口钳装夹零件 3.2 加工中需注意点 (1)加工步序 由于零件壁厚比较小,加工过程中容易受力产生变形、扭 曲,从而影响加工质量,所以,薄壁零件的加工要求严格按照 先粗后精、先內后外的加工步骤。 (2)主轴转速 n主要根据允许的切削速度nc(m/min)选取 式中: vc—切削速度,由刀具的耐用度决定; D—工件或刀具直径(mm)。 (3)刀具、切削液 薄壁零件的车铣削加工要求刀具具有刀尖锋利、硬度高、 钢性好、耐磨、耐热的特点,而且,在加工过程中还需要 充分浇注切削液,以降低刀具温度,减少工件变形,从而获 得精度高、质量好的零件。 (4)切削用量 切削用量是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件材料性质选取。高速钢 根据以上各种情况、要求、以及注意事项,加工后的产品 图2如下: 4 结束语 本文对典型薄壁零件的加工过程、工艺、及注意事项 进行了简单阐述和分析,薄壁零件的加工具有容易变形、 精度难控制、条件要求高等难点,但是,我们通过对零件 的工艺进行分析,选择合理的切削要素,还是能够大大的 提高零件的精度及加工质量,从而获得理想的零件。 参考文献 [1]《机械加工工艺基础》长沙中南大学出版社 周增文 主编 [2]《UGNX5.0 数控加工典型范例》电子工业出版社郑贞平、喻德和张小红等编著 [3]《数控加工工艺》山东科学技术出版社 崔兆华 主编 |
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