口小腔大薄壁曲面零件的组合夹具及装夹方法
薄壁零件加工装夹方法及车削加工技巧
薄壁零件加工装夹方法及车削加工技巧任健强(广东江门市技师学院,广东江门529000)摘要:通常所说的薄壁零件是机械配套零件中认为的径向小、轴向尺寸较小的一种容易变形的零件,然而这种零件因 为重量轻、消耗材料较少、具有较低的成本,从而被广泛运用。
当前的车削加工工艺中普遍存在的容易变形的问题、较大 的因素就是因为薄壁零件加工技术不成熟引起的,尤其是薄壁零件的装夹以及车削等环节,并没有经过大量的实践操作。
本文从薄壁零件的加工装夹工艺以及车削的加工技巧两方面入手,介绍了成熟的薄壁零件加工装夹方法和车削加工技巧、能够有效的减少零件本身因为容易引起热变形以及振动变形导致的材料损失等问题。
关键词:薄壁零件;装夹技巧;车削加工工艺;加工质量;加工效率中图分类号:TG51 文献标识码:A 文章编号:1671-071 1(2017) 07 (上)-0124-02 Research and Exploration|研究与探索•工艺与技术传统的薄壁零件具有重量轻、结构简单等良好优 点,但是在进行车削加工工艺过程中容易因为产生较强 的震动而变形,一般情况下,为了提升加工工艺的精度,在薄壁零件的加工装夹过程中,会在最后的精加工之后 进行光切加工,这也是导致生产效率降低、工时延长的 主要原因。
研究薄壁零件加工装夹的有效方法以及完善 车削加工技巧是当前提升零件质量的重要课题。
1薄壁零件加工及车削加工中遇到的问题1.1薄壁零件存在容易变形的问题一般情况下,薄壁套类零件都具有内外直径差距 较小的特点,同时也具有较弱的强度,在车床作业中,如果在三爪自定心卡盘上进行直接方式的夹紧,就会导 致三个爪点的局部不稳定,从而导致零件整体的变形。
传统的解决方式就是将零件上的每一个可以夹紧的点做 一个均衡的稳定,加大零件装夹的接触面积,这样就使 得零件整体的变形量减轻。
然而这种传统的解决方式并 不能完全的解决薄壁零件变形的本质问题,还需要进一 步进行研究,尽可能的采用转移的方式在夹紧点里面的 作用点上进行装卡,也就是在薄壁零件的内径进行夹紧 处理。
薄壁类零件加工装夹技术研究
薄壁类零件加工装夹技术研究摘要:由于薄壁零件具有重量轻、结构紧凑等诸多优点,因而其在航空航天等领域具有较普遍的应用。
基于此,本文分析了薄壁类零件加工的装夹技术。
关键词:薄壁零件;加工;装夹薄壁零件由于重量轻、比强度高等结构特点,所以在航空航天等行业的许多重要零件为薄壁结构。
由于薄壁结构零件刚度差,制造过程中在夹具夹紧力和切削载荷的作用下极易产生加工变形,使其加工精度和表面加工质量难以控制,因此,研究薄壁类零件加工装夹技术有着重要的意义。
一、薄壁零件加工问题1、装夹不当导致变形。
通常,薄壁零件内外直径差距较小,强度较弱,在车床作业中直接利用三爪自定心卡盘进行固定,将导致各爪点局部不稳,引发零件整体变形。
在过去的薄壁零件加工中,需要使零件上各夹紧点达到稳定均衡,所以需增大装夹接触面,从而减少零件整体变形量。
但采用该种加工方法,仍然无法杜绝零件变形问题的发生。
2、切削不合理导致变形。
在车削加工中,会产生较强震动。
在切削工艺不合理的情况下,就会导致薄壁零件变形。
为减少切削时刀具所受的阻力,以免零件因阻力过大产生塑性变形或弹性变形,通常需结合刀具类型进行前角调整。
比如在刀具为高速钢材质时,需将前角设定为6°~30°。
在刀具为硬质合金刀时,前角在5°~20°范围内。
而未能进行车削用量的合理选择,将导致薄壁零件产生各种变形。
分析这一现象产生的原因可发现,金属切削主要受两个因素的影响,即背吃刀量和进给量。
在同时增大这两个量的情况下,零件会因切削力增大而变形。
在背吃刀量减少、进给量增大的条件下,尽管切削力会减小,但由于工作表面剩余面积大,零件所受内应力也增大,最终导致零件变形。
因此,还要合理进行切削用量的选择,才能避免零件变形。
3、刀具不合适导致变形。
薄壁零件在车削时,选取合理的刀具至关重要,尤其是对刀具几何角度的选择,不仅会影响切削力的大小,也会影响车削中产生的热变形程度,需关注的是,在薄壁零件的工作表面微观质量的把握也很重要。
薄壁零件的装夹及加工
薄壁零件的装夹及加工江苏工贸技师学院摘要:薄壁零件的车削,应设计合理的加工工艺,选择合适的刀具和切削参数。
并详细分析影响薄壁加工精度的因素。
经过三种方法实际加工,证明其改进方法是可行的。
关键词:薄壁零件加工影响因素改进前言由于薄壁零件具有重量轻,节约材料,结构紧凑等特点,被广泛地应用于各种生产过程里。
但同时由于薄壁零件刚性差,强度较弱,在加工时容易变形,所以不容易保证其加工质量。
因此优化薄壁零件的装夹方式,刀具的合理选用,切削用量的选择,都可以减少薄壁零件的变形,从而加工出合格的薄壁零件。
一.影响薄壁零件加工精度的主要因素1.薄壁零件受力变形如图1所示,其薄壁零件外径直径为31mm.内径直径为30mm。
壁厚为0.5mm,而且均有公差0.02mm。
由于壁薄强度弱,如卡盘在加紧时用力过大,就会使薄壁零件产生变形,造成零件的精度变差。
当在卡盘上的夹紧力过小,在切削加工时就有可能使零件松动造成工件刀具的同时损坏。
图12.切削用量的选择薄壁零件在车削加工时,变形的原因是多方面的,装夹工件时的夹紧力,切削时的切削里力,工件阻碍刀具切削时的弹性变形和塑性变形,使切削区温度升高而产生热变形,而切削力的大小与切削用量是密切相关的,其中背吃刀量和进给量同时增大时,切削力也同时增大,工件变形的程度也同时增大。
而减少背吃刀量,增大进给量切削力虽下降,但工件表面粗糙度会增大,使强度不好的薄壁零件内应力增加,同样会使零件变形。
因此粗加工时背吃刀量和进给量可以取大些,精加工时背吃刀量一般控制在0.2—0.5mm之间,进给量控制在0.1—0.2mm之间,精车时用尽量高地切削速度,但不宜过高。
合理选用三要素就能减少切削力,以此减小其变形。
3.刀具的几何角度的选择在薄壁零件的车削中,合理的刀具几何角度,对车削力的大小,车削中产生的热变形是非常重要的,刀具前角大小决定切削变形与刀具前角的锋利度,前角大,切削变形和摩擦力减小,切削力减小,但前角太大,会使刀具的楔角减小,刀具强度减弱,刀具散热请况变差,磨损加快,因此,刀具的选择至关重要。
薄壁类零件装夹夹具设计方法
径向支撑机构局部放大图
在 右 压 盘 与 支 撑 环 之 间 。轴向弹
撑环的侧面部位,另一端则置于
最大限度地避免加工中轴向弹簧
簧 右 发
有 压 生
图 1 夹具装配图
错 位 现 象 ,可事先将其有效固定。
2 夹具设计实现方法
现 对 图 1 夹 具 装 配 图 进 行 说 明 。在右压盘的中心孔部 位 加 工 出 内 螺 纹 ,而 在 支 撑 轴 的 右 端 头 部 位 将 其 加 工 成 外 螺 纹 ,借 助 所 加 工 出 的 螺 纹 ,将右压盘与支撑轴的右端头 进 行 有 效 连 接 ,固定 到 位 。支撑轴的左端借助外螺纹将其 与 螺 母 有 效 连 接 ,并在左端 处 套 装 有 左 压 盘 ,将径向支撑 机构设置在支承轴与左压盘之间。图 2 为夹具装配图径向 支 撑 机 构 结 构 ,在 支 撑 环 的 圆 周 部 位 平 均 布 设 四 个 径 向 孔 。 四 个 径 向 孔 上 分 别 安 装 顶 杆 ,顶 杆 内 端 头 加 工 成 内 锥 面 结 构 ,将 支 撑 环 套 装 在 支 撑 轴 上 ,锥面与支撑轴上加工的轴
2 638112457111911————52014————一3一—————支支螺间右旋支调撑母承隔压转承整扇环环盘轴螺垫母圈左轴該弹螺薄顶簧杆杆环压向壁盘弹零簧件盘两
将轴向 端 ,将一 的侧面位
图 弹簧安 端靠在 置 。为
装 支 了
22— 23— 24— 25— 26—
螺母 上拉弹簧挂件 支撑弹簧 下拉弹簧挂件 凹槽
夹 具 的 设 计 不 仅 要 确 保 其 具 有 足 够 的 强 度 ,而 且 也 应 夹 紧 牢 固 ,否 则 在 加 工 中 极 易 出 现 变 形 等 现 象 ,影响 加 工 过 程 的 顺 利 开 展 。 同 样 地 ,夹 具 在 使 用 中 也 应 遵 循 一 定 原 则 ,具体的使用方法如下:首 先 ,对左压盘与右压盘之间 进行支 撑 处 理 ,使用薄壁零件轴进行支撑,在薄壁零件的 右 边 与 右 压 盘 之 间 使 用 螺 钉 进 行 固 定 即 可 。其 次 ,旋转螺 母从顶环右 侧 通 过 ,对 支 撑 环进行挤压,使得轴向弹簧处 于 压 缩 状 态 。顶杆的内端头顶杆锥面应顺着轴锥面进行滑 动 ,确保顶杆向支撑轴的外侧移动,使支撑扇的外侧表面
薄壁工件的加工及装夹设计
薄壁工件的加工及装夹设计作者简介:姓名:章百明(1974.09--);性别:男,民族:汉,籍贯:安徽省太湖县人,学历:高中;现有职称:高级技师;研究方向:车工技能。
摘要:在当前的工业生产中,薄壁工件属于其中较为广泛应用的零件类型,对于这种零件来说,在具体的加工过程中,也具有一定的复杂性。
所以如果不能够妥善的处理,那么就会造成变形问题的出现,从而不利于零件的质量与精度的实现。
因此本文就对于薄壁工件的加工和装夹设计,作出了具体的分析,以供参考。
关键词:薄壁工件;加工;装夹;设计前言:对于薄壁工件而言,这种零件类型不仅自重较轻,而且从结构上来看,也较为紧凑,所以在对于零件的加工过程中,也提出了更高的要求。
在加工时,一个必要的加工操作就是切削。
在这一过程中,如果出现了振动问题,那么就会增加变形出现的几率。
所以,在具体的加工和装夹设计的过程中,也要能够掌握相应的技巧,提高整个加工的科学性,从而确保零件的质量。
1薄壁工件的加工技巧1.1 优化工艺流程在具体的加工过程中,会应用到各种类型的刀具,因此也会作用于工件之上。
所以针对实际的加工而言,要在最大程度上,减少装夹变形和切削过程中的力量,这样才能够防止变形问题的出现。
为了有效地切削材料,就要加大切削用量,同时还要施加一定的压紧力。
在这一过程中,要确保能够留出余量,以备后续的加工需要。
同时,也可以通过热处理的方法,这样就能够对于加工过程中所产生的残余应力,实现有效地消除,进一步的提高薄壁工件在加工过程中的精确度,不仅能够降低切削过程中所产生的热量和力量,同时还能提高加工质量,确保加工的进度。
1.2 完善加工工艺在具体的加工过程中,也会产生较大的摩擦力,所以就会出现较为严重的切削热。
在热力的影响之下,会导致产生受热不均的问题,因此不利于零件品质的实现。
而且在薄壁工件的加工过程中,所具有的加工效率以及变形的程度,都会受到走刀策略的直接影响。
因此就必须要能够科学的安排加工路径,让材料在切除的过程中具有对称性,同时还能够应用合理的走刀方式,做出相应的处理,确保能够均匀的施加力量,不断地降低在加工过程中工件的受力变化。
薄壁零件加工装夹方法及加工技巧分析
薄壁零件加工装夹方法及加工技巧分析作者:王先智来源:《科技资讯》2018年第19期摘要:薄壁零件是目前工业生产当中具有较多应用的零件类型,在实际加工当中具有较为复杂的特点,如果没有做好处理,即可能发生变形等问题而对零件的品质与精度产生影响。
为了在不同切削力下也能够保障加工的稳定性,需要能够以最大切削用量的方式做好装夹力的确定。
而为了对零件在精度方面的要去进行满足,当具有较大材料切除量、且零件在精度方面具有较高要求时,则可以对粗加工-精加工的路线进行使用。
关键词:薄壁零件加工装夹方法加工技巧中图分类号:TG51 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)07(a)-0088-02薄壁零件是一种具有紧凑结构且重量较轻的零件类型,对实际加工技术具有较高的要求,如果在实际加工切削当中存在振动情况,即很可能因此导致其发生变形。
对此,即需要能够在实际生产中做好技巧把握,以科学加工方式的应用保障加工质量。
1 加工技巧为了做好加工变形控制、保障加工质量,即需要能够做好以下内容的控制。
1.1 改善工艺流程在实际加工当中,刀具的应用将会对工件产生一定的作用,如切削热、切削力以及教工的残余应力等。
对此,在实际对薄壁零件进行加工时,需要能够对装夹变形以及切削力进行降低,以此避免发生加工变形的问题。
在实际粗加工过程中,需要通过较大切削用量以及夹紧力的应用实现对材料的切除,并注意为后续精加工留出一定的余量。
而在两者加工的间隙当中,则可以对热处理方式进行应用,以此消除实际加工中形成的残余应力,进而实现薄壁零件加工精度的提升。
在实际精加工环节中,也需要能够做好切削参数的合理选用,在对切削热以及切削力进行降低的基础上实现加工精度与品质的提升。
1.2 优化加工工艺在实际薄壁零件加工的过程中,切屑同工件、前刀面以及后刀面间会形成非常剧烈的摩擦,并以此形成大量的其切削热。
在该种情况下,工件即会在切削热影响下出现受热不均的情况,并因此对零件最终的加工品质产生影响。
薄壁零件车削加工技巧与装夹方法的探析
薄壁零件车削加工技巧与装夹方法的探析【摘要】薄薄壁零件是较难加工的零件,这类零件在切削力作用下,容易引起热变形和产生振动和变形,影响工件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度,这类零件的壁厚与它的径向、轴向尺寸相比较,相差悬殊,所以薄壁零件的刚性较差,易变形,装夹成为加工质量和提高效率的关键。
此外,部分精密零件的结构复杂、精度要求高,而且需要多次换位装夹找正费工费时,生产准备时间过长,影响加工效率,给车削加工带来一定的困难,本文就薄壁零件车削加工中常出现的问题、解决办法以及加工技巧进行一些探讨。
【关键词】薄壁零件;加工问题;装夹方法;加工技巧1.薄壁零件加工问题分析加工薄壁零件时,会遇到各种问题,要解决这些问题就必须根据其不同的特点,找出薄弱环节,选用不同的工艺方法和夹紧方法来保证加工要求。
(1)工件装夹不当产生变形。
用三爪卡盘夹紧薄壁外圆,车削完成卸下后,被卡爪夹紧部分会因弹性变形而涨大,导致零件呈多角形。
为了减少变形,使用前车削扇形软卡爪内孔及内端面并符合零件定位外圆尺寸的0.05mm,且保持内孔与端面垂直,同时采用外加开口套筒或改用特殊软爪等措施来增大接触面积,使夹紧力均匀分布。
(2)相对位置调整不准,产生壁厚不均。
工件、夹具、刀具与机床主轴旋转中心的相对位置调整不准,引起工件几何形状变化和壁厚不均匀。
(3)有些薄壁零件均匀性要求很高,但其尺寸精度要求却不高。
这类工件若采用刚性定位,则误差较大,壁厚极易超差。
(4)刀具的选用会影响零件的精度和表面粗糙度。
精车薄壁零件孔时,刀杆的刚度要高,修光刃不宜过长(一般取0.2-0.5mm),刀具刃口要锋利,同时注意冷却润滑,否则影响加工表面粗糙度;精车深孔薄壁时,要注意刀具的磨损情况,特别是车削高强度材料的薄壁时,往往由于刀具逐渐磨损而使工件孔径出现锥度。
2.零件装夹是影响加工效率的重要因素薄壁零件刚性差,在加工过程中因受到切削力、夹紧以及切削热和残余应力的影响而极易产生变形,所以控制加工变形是保证薄壁零件加工质量的关键。
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端 内六方 的对称度 ,整 个加 工过
程 中 ,划 线 、装 夹 和 对 中心 线 均 靠 人 工 完 成 ,故 其 对 称 度往 往 无 法 达 到 要 求 ,有时 甚 至 超 差 0 . 2 ~
0 . 3 am。 r
来 实现的 ,因此心管 内六 方的加
工 精 度 便 直 接 影 响 到 了 钻 机 的 整
体 质量 。
因 此 我 们 变 换 了 思 维 , 尝 试 探 讨 一 种 新 型 加 工 方 法 ,以 提
1 . 传统 加 工方 法
如图1 所示 ,此心管内六方分
上 、下 两 部分 。
高 生 产 效 率 、降 低 生 产 成 本 。 但
是 ,由于 心管本身长度 的制 约 ,
故 无 论 使 用 哪 种 设 备 或 刀具 ,都
提 高钻 机 整体 质量 的 目的。
回转 器 是 岩 心 钻 机 中 的 核 心 部 件 之 一 , 而 立 轴 式 回转 器 因具 有 很 多 优 点 已被 广 泛 采 用 。心 管 是 回转 器 中 带 动 立 轴 一 起 回转 , 从 而 将 回转 运 动 传 递 给 主 动 钻 杆 的 重 要 零 件 ,其 转 矩 的传 递 便 是 通 过 心 管 内六 方 与 立 轴 的 外 六 方
生 困难 , 如果 为 了保 证 其 顺利 装
该 组 合 夹 具 克 服 现 有 技 术 的
配 ,人 为 地 将 立 轴 与 心 管 配 合 间 隙 增 加 ,便 又 会 造 成 心 管 与立 轴 的 配 合 不 严 密 ,甚 至 可 造 成 钻 机
不 足 ,提 供 了 一 种 车 床 上 使 用 的 螺纹 夹紧组合夹具 及装夹 方法 ,
立轴式钻机心管新型加工方法
一 长 沙探矿机械 厂 ( 湖南 4 1 0 1 0 0 ) 孔中捷 谭 粮纲 李 忠 邹煜时
摘 要 :通 过一 种 新 型 可旋 转 央具 ,来 加 工立 轴 式 岩心 钻机 心 管 的 内六 方 ,从 而 达到 提 高 心 管 内六方 的加 工精度 和 配合精 度 、
六 方 的 精 度要 求 。 当两 端 内六 方
面
6 . 结语
◇
[ 口 [ Ⅱ
图1 心管结构示意图
图2 心管插削示意图
不对称或 尺寸精度保证 不了时 ,
心管与立轴 外六方的 配合便 会产
撑 ,装 夹 找 正 方 便 ,在 加 工过 程 中 零 件 变 形 小 ,能 保 证 零 件 的 精 密 加 工 尺 寸 及 形 位 公 差 ,为 加 工 同类 口小 腔 大 零 件 提 供 了一 种 可 借 鉴 的 有效 途 径 。MW
使 口小腔大零 件在进行外 形加工
过 程 中 内 腔 能 够 得 到 完 全 的 支
钻进过程 中钻进不稳定 、摇 摆 ,
严 重影 响 钻探 质量 。
( 收稿 日期 :2 0 1 4 l 1 1 8 )
5 8
争 磊 r冷5 1 6 插 床 为 例 ,其 刀架 行 程 3 4 0 mm,对 于 长 度小 于 3 O O m1 T I 的 心 管 ,利 用 自 定 心 卡 盘 将 其 垂 直 装 夹 在 工 作 台 上 ,插 削而 成 ,如 图2 所示。 采 用 此 加 工 方 法 ,在 加 工 过 程 中 , 由于 刀 杆 伸 出 过 长 , 容 易 振 刀 ,影 响 加 工精 度 ,加 工 出 的 内 六 方 精 度 较 低 ,尺 寸 超 差 大 于 0 . 1 mm,且 效 率 较 低 。而 对 于 长 度大 于 3 O O mm 的 心 管 , 由 于 受
传统 的心管 内六方是利 用插
削 、拉 刀拉 削 或 线 切 割 机 切 割 而 成 的 ,但 是 无 论 是 插 、拉 还 是 线
切 割 均 耗 费很 高 的 成 本 ,且 效 率
1 Ⅱ
.
很 难 将 两 端 内 六 方 一 次 加 工 而 成 。 若 先 加 工 一 端 内 六 方 , 再 调 头 加 工 另 一 端 ,没 有 一 个 相 同 的 定 位 基 准 ,只 能 通 过 对 中 心 线 来 保 证 的 话 ,均 无 法 满 足 心 管 内
到 刀 架 行 程 的 制 约 ,故 两 端 内 六 方 无 法 一 次 加 工 而 成 , 只能 先加
工一端 内六 方 ,再将心管调头 装
夹 ,加 工 另 外 一 端 。 由 于 两 次 装 夹 定 位 基 准 不 同 ,必 须 通 过 校 对
心 管 两 端 面 上 的 中心 线 来 保 证 两