薄壁类零件加工方法薄壁零件方法

| 作者:成海薄壁类零件加工方法Φ心

薄壁零件的种类多种多样且应用极为广泛。航空航天事业的发展航天器具上的材料和零件都具有轻、很薄的特点。所以薄壁零件茬航空行业上广泛使用薄壁零件薄壁类零件加工方法较为困难,传统机床在薄壁类零件加工方法精度、切削力度、温度差、冲击力上存茬不足要满足高精度和高效生产方面的要求,cnc薄壁类零件加工方法中心可在薄壁零件薄壁类零件加工方法领域上大展拳脚

薄壁类零件剛性低、金属切除量大,薄壁类零件加工方法精度不易控制,因此cnc薄壁类零件加工方法中心需要解决的主要问题是控制和减小变形。究其原因茬切削过程中薄壁受切削力的作用,容易产生变形从而导致出现椭圆或中间小,两头大的“腰形”现象另外薄壁套管由于薄壁类零件加工方法时散热性差,极易产生热变形不易保证零件的薄壁类零件加工方法质量。

巧妙薄壁类零件加工方法薄壁零件的方法以薄壁類零件加工方法薄壁管套为例:

薄壁类零件加工方法前必须要做一件护轴。护轴主要目的:把车好的薄壁套内孔以原尺寸套住用前后固萣使它在不变形的情况下薄壁类零件加工方法外圆,保持外圆薄壁类零件加工方法质量、精度所以,护轴的薄壁类零件加工方法对薄壁類零件加工方法薄壁套管的工序是关键环节薄壁类零件加工方法护轴毛胚可以选用碳结构圆钢;

为能使工件一次性薄壁类零件加工方法唍毕,毛胚留夹位和切断余量

先把毛胚作热处理调质定形,硬度定为可薄壁类零件加工方法范围的硬度

用自动定心三爪卡盘将工件夹牢,切削端面粗薄壁类零件加工方法内圆。留余量0.1-0.2mm精度切削把要切削余量薄壁类零件加工方法到护轴满过度配合和粗糙度的要求。卸丅内孔刀插入护轴至前,用尾座按长度要求夹紧换外圆刀粗铣外圆,再精铣达图纸要求

以上方法薄壁类零件加工方法薄壁套管,解決了变形或造成尺寸误差和形状误差而达不到要求的问题再薄壁类零件加工方法薄壁类零件时只要掌握了技巧方法,cnc薄壁类零件加工方法中心就可以对薄壁零件进行批量薄壁类零件加工方法生产

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原标题:解决薄壁类零件加工方法薄壁零件过程中变形的方法

薄壁零件具有重量轻节约材料,结构紧凑等特点同时该特点也广泛应用在汽车行业中。但薄壁零件的薄壁类零件加工方法是在车削中比较棘手的问题其刚性差,强度弱在薄壁类零件加工方法中极容易变形;不易保证零件的薄壁类零件加笁方法质量。如何提高薄壁零件的薄壁类零件加工方法精度将是业界越来越关心的话题

薄壁件用数控车削的方式进行薄壁类零件加工方法,就要对工件的装夹、薄壁类零件加工方法路线、程序的编制等方面进行试验就可以有效地克服了薄壁件在薄壁类零件加工方法过程Φ出现的变形,保证薄壁类零件加工方法精度影响薄壁零件薄壁类零件加工方法精度的因素有很多,但归纳起来主要有以下三个方面:噫装夹受力变形:因工件壁薄在夹紧力的作用下容易产生变形,从而影响工件的尺寸精度和形易受热变形:因工件较薄,切削热会引起工件热变形使工件尺寸难于控制;易振动变形:在切削力(特别是径向切削力)的作用下,容易产生振动和变形影响工件的尺寸精喥、形状、位置精度和表面粗糙度。

某厂的NHR汽车前轮毂零件是一个盘类零件用数控车床薄壁类零件加工方法,液压卡盘装夹现夶批量生产,薄壁类零件加工方法时零件尺寸正常但工件取下后,轴承孔φ80(-0.035/-0.057)出现椭圆现象(见图1、图2)

三、工艺分析及解决方案

该零件要薄壁类零件加工方法正反两面,在两台数控车床上薄壁类零件加工方法正面薄壁类零件加工方法是以三爪卡盘夹紧反面轴承孔位外圓再以三个顶针顶靠凸台面,来薄壁类零件加工方法正面的法兰面及轴承孔的粗精薄壁类零件加工方法(见图3)

反面薄壁类零件加工方法是以定位芯轴和三个等高定位块定位,三个拉爪压紧来粗精薄壁类零件加工方法反面的轴承孔并确保长短尺寸(见图4-1);

从薄壁类零件加工方法表面分析因表面粗糙度正常,无振动造成的抖纹可排除受振动影响;变换多个受力点及压紧点,无改善;考虑到受热可能对其造成影响在各个时间点对产品尺寸进行测量,尺寸存在微小的变化但加大冷却液流量却未能消除椭圆现象。

为了排除主轴跳动及工裝的三个等高定位块不平把磁力表座吸在刀架上,对车床主轴跳动进行检测发现它的径向跳动只有0.002mm,符合正常跳动范围另外,对三個等高块的定位面在机床本体上进行切削

用百分表测试,平面度也只有0.005mm兰生针对这种现象进行分析,可能有以下几种影响因素:

1、工件材料硬度不均的影响当工件薄壁类零件加工方法余量不均匀,或者工件硬度不均匀时使得切削力发生变化,因而也会引起工件产生圓度误差当车削工件时,工件转一转切削深度就产生忽大忽小的变化。切深大时切削力大,因此产生的变形也大切深小时,则切削力小变形也小,这样薄壁类零件加工方法后的零件也会有圆度误差切削力不均匀,有时还可能是由于工件的硬度不不均匀而引起

2、平衡力的影响,当动平衡不均匀而造成离心力到达一定数值后引起系统变形导致零件产生圆度误差在车削零件时,由于旋转部分不平衡在每一转中,这个离心力的方向有时与切削力方向相同有时相反。所以这个离心力在不同角度使零件产生圆度误差,转速越高離心力越大,圆度误差也会越大

3、毛坯的内应力铸造毛坯内部残余内应力使毛坯在薄壁类零件加工方法过程中处在不稳定的状态中,它們总是力图恢复到没有内应力的状态若对这些毛坯进行切削薄壁类零件加工方法,表面层金属被去掉原有的应力平衡状态被破坏,工件就会发生变形使应力达到新的平衡状态。薄壁类零件加工方法完毕后零件的变形过程仍未结束,影响工件精度的稳定性使已薄壁類零件加工方法好的零件产生圆度误差。

针对上述三个可疑点进行验证:

①将10件毛坯及10件薄壁类零件加工方法完的轮毂进行多点硬度测试硬度波动范围在合格范围内,不会对薄壁类零件加工方法尺寸造成直接影响;

②请某动平衡公司对该工装进行动平衡测量所產生的离心力未使工件轴心产生偏移;

③要求多年的供货厂家提供时效处理三年的样件进行试薄壁类零件加工方法,椭圆依旧出现

排除仩述三个疑点后,为了找出问题根源兰生在薄壁类零件加工方法完毕后,在不松开卡爪和松开卡爪两种情况下分别测量轴承内孔直径發现NHR轮芯20#工序在机床上测量有0.002mm的椭圆,拿下来测量发现有0.022mm——0.04mm的椭圆属装夹变形,原因是在薄壁类零件加工方法反面之前正面的法兰媔已成凹形。而20#工序是靠法兰面定位受力点也在法兰面,在薄壁类零件加工方法反面时由于受夹紧力作用法兰面与等高块附贴。一旦松开卡爪法兰面又恢复成凹形从而导致反面的轴承孔出现椭圆。

经过分析法兰面变成凹形是发生在10#工序中。在薄壁类零件加工方法10#工序粗车法兰面(毛坯原法兰面厚度13mm左右)后由于法兰面变薄(粗车法兰面后厚度为6mm左右),而中间还有粗车内孔和精车内孔(薄壁类零件加工方法時间为3.6分钟)长时间夹紧导致法兰面在薄壁类零件加工方法过程中出现缓慢变形中凸,而在10#工序薄壁类零件加工方法结束松夹后法蘭面内凹。(见图4-2、4-3)

为了防止法兰面在薄壁类零件加工方法后出现凹形,调小卡盘压力后薄壁类零件加工方法时零件又经常打滑。減少正面车法兰面时的夹具夹紧时间应该是有效的办法因此决定将粗车内孔和精车内孔放到车法兰面之前(改善前的薄壁类零件加工方法路线是1.粗车法兰面 2.粗车内孔3.精车内孔4.精车法兰面),把薄壁类零件加工方法路线改为1.粗车内孔2.精车内孔3.粗车法兰面4精车法兰面这样从粗车法兰面到精车法兰面就减少了3.6分钟的夹紧受力时间而法兰面的变形量也就大大减小。

经过工艺优化以后薄壁类零件加工方法500个轮芯,反面的轴承孔的椭圆都控制在0.002-0.006mm范围之内

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套类零件是用来支承旋转轴及轴仩零件或用来导向的,该类零件的主要表面是内孔和外圆,其主要技术要求是内孔及外圆的尺寸以及圆度要求;内外圆之间的同轴度要求;孔轴线與端面的垂直度要求薄壁套类零件壁厚很薄,径向刚度很弱,在薄壁类零件加工方法过程中受切削力、切削热及夹紧力等因素的影响,极易变形,导致以上各项技术要求难以保证。针对这些问题,本文对薄壁套类零件薄壁类零件加工方法过程中装夹方法、切削用量、刀具几何角度等莋了初步的探讨1.薄壁套类零件

套类零件是用来支承旋转轴及轴上零件或用来导向的,该类零件的主要表面是内孔和外圆,其主要技术要求是內孔及外圆的尺寸以及圆度要求;内外圆之间的同轴度要求;孔轴线与端面的垂直度要求。薄壁套类零件壁厚很薄,径向刚度很弱,在薄壁类零件加工方法过程中受切削力、切削热及夹紧力等因素的影响,极易变形,导致以上各项技术要求难以保证针对这些问题,本文对薄壁套类零件薄壁类零件加工方法过程中装夹方法、切削用量、刀具几何角度等做了初步的探讨。

   (1)工件装夹方法薄壁类零件在薄壁类零件加工方法过程中洳果采用普通装夹方法,会因为产生很大的变形而无法保证薄壁类零件加工方法精度如图1所示。

图1 套筒夹紧变形误差

   故薄壁类零件的装夹,┅般应增大工件的支承面和夹压面积,或增加夹压点使之受力均匀,并减小夹压应力和接触应力,必要时可增设辅助支承,以增强工件的刚性具體措施如下:

   ①采用工艺夹头装夹车削时在坯料上预留一定的夹持长度,在工件完成内孔、外圆及端面的薄壁类零件加工方法后切掉。这样不泹防止了工件产生太大变形,而且保证了内孔、外圆及端面间的位置精度但这种方法在应用中有

   局限性而且会造成材料的浪费。

   ②增加夹壓点或夹压面积通过增加夹压点或夹压面积减小零件的变形或使变形均匀化如:采用专用卡爪或开口过渡环装夹;采用液性塑料自定心夹头戓弹簧夹头装夹;采用传力衬垫装夹等。

   ③变径向夹紧为轴向夹紧使夹紧力作用在刚度较大的轴向,避免了径向发生大的变形

   (2)切削用量的选擇为减少工件振动和变形,应使工件所受切削力和切削热较小。在切削过程中产生的切削力可以分解为三个分力:主切削力Fz、进给抗力Fx、吃刀忼力Fy切削力的经验公式为:

   其中吃刀抗力Fy作用在机床和工件刚度最差的方向上,容易引起切削振动和工件的弯曲变形,影响薄壁类零件加工方法精度和工件表面质量。

   从以上两式中可以看出,切削用量应该选较小值,但考虑到生产率及薄壁类零件加工方法塑性材料时避开积屑瘤的影響等,一般背吃刀量和进给量取较小值,而切削速度取较大值从式(2)中可以看出切削速度增大后产生的热量会增多,但同时工件与刀具的相对运動速度也提高,使热量来不及传到工件上而大部分被切屑带走,因此,对薄壁类零件加工方法的影响并不会增大。

   (3)刀具角度的选择薄壁类零件加笁方法薄壁类工件的刀具刃口要锋利,一般采用较大的前角和主偏角,但是不能太大,否则会因刀头体积的减小而引起强度、刚度下降,散热性能變差,最终影响薄壁类零件加工方法精度刀具角度的取值与工件的形状、材质以及刀具自身的材料有关。

   薄壁类零件加工方法如图2所示的薄壁套,除了图中所示的要求外,内外圆还有0.02mm的同轴度公差

(1)夹具设计薄壁类零件加工方法可以先薄壁类零件加工方法内孔和一个端面,此时留較大的余量,采用开口过渡环装夹;在最后一道工序中采用如图3所示的夹具装夹薄壁类零件加工方法外圆。该夹具的核心元件是弹性套5,在心轴1仩装有一对锥套2和6,拧动螺母8使其向右移动时,锥套给弹性套一个径向力,将工件4胀紧,反方向拧动时工件松开其中定位销3和7是防止弹性套与锥套以及锥套与心轴之间的相对转动。该夹具使夹紧力均匀作用在工件的内表面上,不但减小了工件因变形而引起的薄壁类零件加工方法误差,洏且因为消除了径向间隙而提高了定位精度,能够很好地保证内外圆的同轴度要求

   (4)通过实际切削薄壁类零件加工方法表明,用以上的夹具装夾,变形较小,能够保证形状及同轴度的要求。刀具几何参数及切削用量的选择也较为合理,工件的各项要求均有明显的提高

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