薄壁零件的加工工艺和夹具设计
薄壁零件加工夹具
![薄壁零件加工夹具](https://img.taocdn.com/s3/m/645b386c33687e21af45a945.png)
薄壁零件加工夹具由于薄壁件本身刚性较差, 在加工过程中容易变形、破裂, 使用传统的加工工艺操作有一定的难度, 加工的表面质量难以保证, 对工人的技术要求较高。
为此, 我们在实践中, 对薄壁件的特性进行了认真研究, 针对一批型芯精铸机的薄壁件, 设计制造了几种在车床上加工薄壁件的辅具, 取得了较好的效果, 加工效率与加工质量大幅度提高。
对于图所示薄壁圆筒件我们采用了简易的专用卡爪和刀具体, 将三爪卜盘的三个卡爪以专制的卡爪代替。
专用卡爪的凸弧面块的弧面半径与工件内孔半径吻合, 并用螺钉与夹爪相连。
此辅具能加工不同直径的薄壁圆筒件, 因为专用卡爪内、外圆的凸弧面块均可任意调换如图中双点划线表示, 其弧面半径外、内可随工件直径的变化而改变。
装夹时, 先将工件套在专用卡爪上, 用夹头扳手将工件夹紧, 由于三爪卡盘具有自动定心功能, 节省了以往加工校圆心所需的时间。
为了保证薄壁件两端的平行度要求, 刀具由一刀切削改为双刀同时切削两端面。
这样减少了一次装夹, 减轻了劳动强度。
又由于采用双刀切削的方法, 大大缩短了切削和测量时间, 同时还满足了对工件形位公差方面的要求, 此夹具装夹加工也很方便, 技术水平一般的车工都能保证质量。
对于图所示细长的薄壁圆筒件, 我们设计了一种两圆锥挤胀簧的辅具, 其三爪夹头夹紧端的圆锥与芯轴为一个整体, 而另一胀芯是套在芯轴上间隙配合。
芯轴的另一头带螺纹, 通过螺母的拧紧力作用, 活动的胀芯逐渐向左移动, 利用圆锥的作用将带槽的胀簧撑开, 从而将工件紧固在芯轴上。
由于该辅具采用的是一夹一顶的加工方式, 为保证工件的圆跳动达到要求, 因此加工前应将芯轴一夹一顶打表测量, 合格后方能批量加工。
对于工件长度小于的薄壁件, 可不必一夹一顶, 芯轴只需一头有胀芯即可。
对于图所示工件, 根据其一头有内螺纹, 并内孔带锥的特点, 可将芯轴加工出二段螺纹, 芯轴的左端是左旋螺纹, 而右端的是右旋螺纹加工时, 先将工件旋在右旋螺纹上, 再用左旋的螺母将工件固定。
浅谈薄壁零件加工工艺及举例说明
![浅谈薄壁零件加工工艺及举例说明](https://img.taocdn.com/s3/m/1ff6a61f6c175f0e7cd1378c.png)
浅谈薄壁零件加工工艺及举例说明江苏工贸技师学院摘要:随着科学技术的发展和竞争的激烈,一种适合于产品,更新换代快,品种多,质量和生产效率高,成本低的自动化生产设备的应用已迫在眉睫。
而适应这种要求的数控机床则应运而生。
薄壁零件因为重量轻,节约材料,结构紧凑等特点,在机械加工中适用比较广泛。
但是由于薄壁零件强度弱,,刚性差,在加工中极易变形,使零件的形位误差增大,不易保证零件的加工质量。
本文简单介绍薄壁零件的加工工艺及保证其精度的方法。
关键词:薄壁零件加工工艺精度工程零件图及其铸件:(图1)(图2)一、工艺方案分析如图所示:该零件由圆柱,逆圆弧,顺圆弧,内螺纹等组成。
该零件毛坯选用铸件毛坯规格为Ф86mm×45mm,采用粗精加工方案。
尺寸标注完整。
二、确定零件的加工方案,制定数控加工工艺路线操作步骤(1)加紧零件左端,伸出卡盘长度为19mm,加工右端(2)粗、精加工零件外形轮廓至Ф80mm×13.092mm。
(3)钻孔(4)粗、精加工零件内轮廓(5)车削M30×1.5螺纹至尺寸要求(6)掉头,控制总长至尺寸(7)粗、精加工零件外轮廓至尺寸要求(8)回换刀点,程序结束。
工序卡材料铸件系统FANUC 0i 工序号001机床设备CK614夹具名称三爪自定心卡盘操作序号工步内容(走刀路线)G功能T刀具切削用量转速S/(r/min)进给速度F/(mm/r)切削深度ap/mm(1) 粗车工件的右端面T0101 300 0.1(2) 麻花钻500 通孔(3)粗镗孔G71 T0202 600 0.15 1 (4)精镗孔G70 T0202 800 0.1 0.5 (5) 车削M30×1.5G76 T0303 500(6)粗车右端外轮廓G71 T0404 600 0.2 1.5(7) 精车右端外轮廓G70 T0404 800 0.1 0.5(8)粗精车工件左端面T0101 300 0.1(9) 粗车左端外轮廓G71 T0404 600 0.2 1.5(10) 精车左端外轮廓G70 T0404 800 0.1 0.5(11) 检测,校核三、加工工序设计(图3)(图4)(图5)(1)夹具的选择由于薄壁零件内外圆直径差很小,强度当然就弱,普通的三爪卡盘受力点少,如果在卡盘上夹紧时用力过大,就会使薄壁零件产生变形,造成,零件的误差。
薄壁套的加工工艺与夹具设计
![薄壁套的加工工艺与夹具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/6eb31217e87101f69f319502.png)
本文采用有限元分析软件 ANSYS 对不同剪切间隙下 的钢管剪切过程进行了分析,采用接触类型单元处理模具 与钢管的贴合与分离,提高了准确性,并通过对分析结果 进行比较得出了剪切间隙与断面品质的关系。
参考文献:
[1] 齐克敏,丁 桦. 材料成 形工艺 学[M]. 北 京: 冶金工业出版 社,2006.
件变形大。因此要充分考虑如何装夹定位的问题。如果
采用常规方法装夹 工 件 及 切 削 加 工 ,将 会 受 到 轴 向 切 削
力和热变形的影响,工件会出现弯 曲 变 形,很 难 达 到 技
术要求。
b) 机械加工工艺
1) 用三爪卡盘装夹,找正工件。粗车零件各直径尺
寸留 1 mm 半精车和精车余量;
2)
·62·
http: ∥ZZHD. chinajournal. net. cn E-mail: ZZHD@ chainajournal. net. cn《机械制造与自动化》
浅谈薄壁零件加工的夹具设计与装夹
![浅谈薄壁零件加工的夹具设计与装夹](https://img.taocdn.com/s3/m/48db9b1a6edb6f1aff001ff4.png)
O 前 言
1 影 响 薄 壁零 件 加 工 精 度 的 因素
11 易 受 力 变 形 : 工 件 壁 薄 , 夹 紧 力 的 作 用 下 容 易 产 生 变 形 , . 因 在 从 而影 响工 件 的尺 寸 精 度 和 形 状 公 差 ; 1 易受 热变形 : 工件较单薄 , 削热 会引起工 件热变形 , 工件 _ 2 因 切 使 尺寸难于控制 : 13 易 振 动变 形 : 切 削 力 ( 别 是 粗 加 工 时 的切 削 力 ) 作 用 下 , - 在 特 的 容 易 产 生 振 动 和 变 形 。 接 影 响 工 件 的 尺 寸精 度 和表 面粗 糙 度 。 直
∞ O S 制静滠 皇 C 霞 ∞ 蛔 Z ∞ 墨 曩 魁
x 蹰嘲 。 8 辐 者 靠 郴 :x ’ 瞩
蕾盘
矗 哺礴 ∞ 毳 辅 30 蚺 礴
自x 觚
女 螂 ■ ≈ ■ t 戤
曩
_ {
挑
捌
3 夹具 设 计 与 装 夹
科技信息
O机械 与电子 0
S IN E&T C N L G N O M T O CE C E H O O YIF R A I N
21 年 01
第 2 期 1
浅谈薄壁零件加工的夹具设计与装夹
陈裕银 ( 东省 机械技 师 学院 广 东 广
广州
50 5 ) 1 4 0
【 要】 摘 针对影响批量薄壁零件加工的精度 因素 , 如何保 证薄壁 零件的k -精度 和批 量加 工的尺寸稳定 , y - 通过对 夹具设计与装夹 , 少多 减 次装 夹的累计误差 。 而达到薄壁零件加工的技术要求。 从 【 关键词 】 薄壁零件 ; 加工 ; 夹具设计与装夹
l 簟 I ’ ∞ ”麟 盘 姆 l● 如z x { . 哪
【精品】薄壁衬套加工及其夹具设计
![【精品】薄壁衬套加工及其夹具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/b5ef8b8dbe23482fb5da4c0b.png)
一种薄壁衬套加工及其夹具设计薄壁衬套是某型航空发动机火焰筒上的一个零件,加工难度较高(材料为GH140,属铁-镍基高温合金)。
为了加工出符合图样要求的零件,必须编制合理的工艺线路,并设计必要的夹具。
一、衬套的主要技术要求如图1所示,衬套的几何尺寸及公差,表面粗糙度都有较高的要求。
在加工完后还须进行热处理渗铝。
二、衬套的加工工艺分析由于衬套的材料是铁—镍基高温合金,此种合金具有良好的抗氧化性,有高的塑性和韧性,足够的热强性和良好的热疲劳性,是一种难加工材料。
由图1可知,当完成两外圆和内部形状加工后,衬套的壁较薄,受力差,内部空间位置也较小.要加工出2-φ4+0。
160孔,两处宽1±0.2mm的槽和两处内弧形面,并保证对称,比较困难.如直接夹持衬套加工,不仅容易变形,而且不好直接加工.因此必须设计专用的夹具,才能加工出合格的衬套零件.三、衬套加工工序安排分析在完成两外圆和内部形状加工后,2-φ4+0。
160孔,两处宽1±0.2mm的槽和两处弧形面,各道工序的安排顺序,决定着衬套的工艺性和经济性。
如把加工宽1±0。
2mm槽或加工弧形面安排在前,则在加工2—φ4+0.160孔时,无准确的定位基准,就不能保证2—φ4+0。
160孔与两槽、两弧形面要求的位置。
加工槽和加工弧形面这两个工序,无论哪个工序安排在前,后一个工序都无准确的定位基准.因此,最好是把加工2—φ4+0.160孔安排在前,其次是加工宽1±0。
2mm的槽,最后加工弧形面。
因槽加工后,加工弧形面的深度就到槽为止,容易控制。
在完成φ4+0。
160孔、槽、弧形面加工后,在衬套内面产生了毛刺,需安排内、外面去毛刺工序。
四、夹具设计1。
钻模加工φ4+0。
160孔的简易钻模如图2所示.1。
钻模座 2.钻套 3.定位销图2钻模衬套以φ410-0.34外圆和台阶环形面C定位。
以台阶环形面C定位,保证2—φ4+0.160孔中心与台阶环形面距离尺寸3。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺
![典型薄壁零件数控铣削加工工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/1eb32b554531b90d6c85ec3a87c24028915f85bf.png)
典型薄壁零件数控铣削加工工艺典型薄壁零件指的是壁厚比较薄的机械零部件,其加工工艺要求高,因为薄壁零件具有易变形、易损坏等特点,所以数控铣削加工工艺尤为重要。
本文将介绍典型薄壁零件数控铣削加工的工艺流程、注意事项以及优化方案。
1. 零件设计和准备在进行数控铣削加工前,首先需要进行零件的设计和准备。
设计时需要根据零件的实际情况,合理确定加工工序、夹持方式和刀具选择。
在准备阶段,需要准备好数控铣床和相应的工具。
2. 夹持工件夹持工件是数控铣削加工的第一步,对于薄壁零件需要特别注意夹持方式。
通常采用夹具夹紧的方式,可以增加工件的稳固性,同时需要保证夹持力不会对薄壁零件造成变形。
3. 刀具选择和加工参数设定选择合适的刀具和加工参数对于数控铣削加工来说至关重要。
对于薄壁零件来说,需要选用合适的刀具和适当的进给速度、转速等加工参数,以减小切削力,降低对工件的影响。
4. 加工操作在进行数控铣削加工时,需要严格按照程序要求进行操作。
特别是在对薄壁零件进行加工时,需要小心谨慎,避免发生碰撞、振动等情况,以免对工件造成损坏。
5. 检测和修整加工完成后,需要对工件进行检测和修整。
特别是对于薄壁零件来说,需要注意检测工件的尺寸精度和表面质量,及时修整不合格的部分。
二、典型薄壁零件数控铣削加工的注意事项1. 选择合适的材料对于薄壁零件来说,材料的选择至关重要。
需要选择具有较好加工性能和机械性能的材料,以减小加工难度和提高工件的使用寿命。
4. 避免振动和冲击在进行数控铣削加工时,需要小心谨慎,避免对薄壁零件产生振动和冲击。
合理选择刀具和加工参数,以避免产生不必要的振动和冲击。
1. 刀具选用对于薄壁零件的数控铣削加工,需要选择具有良好刚性和稳定性的刀具,以减小切削力和振动。
同时应该根据工件的实际情况,选择不同的刀具类型以提高加工效率。
2. 加工参数优化在数控铣削加工时,需要根据薄壁零件的实际情况,合理选择进给速度、转速、切削深度等加工参数,以减小切削力,提高加工效率。
薄壁零件的加工工艺和夹具设计
![薄壁零件的加工工艺和夹具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/306ca52a77c66137ee06eff9aef8941ea76e4b95.png)
摘要:本文系统设计了薄壁零件的数控车削加工工艺。
通过探讨薄壁零件在加工中存在的易变形、零件尺寸精度、位置精度及表面粗糙度不易保证等技术问题,对加工难点进行分析,给出了加工工艺路线和加工方案,通过优化、完善夹具设计和切削参数,防止了薄壁零件加工变形、保证了较好的尺寸精度和位置精度,从而有效解决薄壁零件的车削加工难题。
由于薄壁零件刚性差、强度弱,在加工中极易变形,是零件的形位公差增大,不易保证零件的加工质量。
因此对薄壁零件的装夹,切削加工过程中刀具的合理选用及切削量的选择,提出了严格要求。
在普通车床上加工形状较复杂、有一定精度要求、且需要多把刀具进行加工的批量零件时,不仅需要频繁换刀和装夹,花费大量的人力和时间,而且加工出来的零件质量取决于加工人员的技术水平, 产品质量得不到充分的保证。
而运用数控车床,结合传统的加工工艺,不但能大大缩短加工时间、提高加工精度,而且成品率高、产品质量稳定。
所以,在运用数控机床加工过程中为保证被加工薄壁件的必要的精度,有同轴度要求的内外圆柱面或有垂直度要求的外圆与端面,尽可能在一次装夹中完成;需要编制其加工路线、合理的选择个阶段的加工参数并编写高质量的数控加工程序。
为完全保证零件的形位公差需要设计其装夹的夹具,为此,对零件图纸、零件加工及时效处理等方面都认真地进行了分析和研究。
图1-1由图1-1可看出,?64mm的外圆对?60mm的内孔的同轴度,?64的外圆的圆度和表面质量以及内孔尺寸精度的加工是该薄壁零件最主要的加工难点。
因为该零件刚性差、强度弱,在加工中极易变形,表面质量、垂直度及同轴度难以保证。
镗削内孔时应一次装夹中加工出来,以保证该零件的尺寸精度。
针对薄壁零件壁薄、刚性差、易变形的特点,可设计该薄壁零件专用夹具装夹,以保证零件的尺寸精度和形位公差达到图纸技术要求。
这些加工难点的存在,使得加工过程中刀具选择、加工工艺路线安排、工艺装夹方式确定等对于该零件是否合格非常关键。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/07fbb743ac02de80d4d8d15abe23482fb4da0295.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/573835621eb91a37f1115c8d.png)
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。
铝合金薄壁零件加工夹具设计
![铝合金薄壁零件加工夹具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/bd1842ff524de518964b7dda.png)
设计与研究55 .吕合金薄壁零件加工夹具设计林镇水周建颖(韶关市技师学院,韶关512023)摘要:为了对某型薄壁壳体零件加工变形进行有效控制,本文从零件的加工条件出发,分析并改进夾具的 加工工艺。
实际证明,该夹具构造简单,易操作,可极大限度地减少对加工的影响,为弱刚度产品的加工提供了 一定参考。
关键词:铝合金薄壁零件加工夹具薄壁壳体零件应用广泛,尤其在航空航天方面。
但是,它硬度小,很容易变形。
因此,对其加工变形的控制,一 直是人们未曾完全解决的问题。
国内外对这种类型的变形 研宄往往不在工艺上,因此本文对零件的夹具进行分析研 究,结合各项测量数据对夹具进行改进。
1铝合金薄壁零件的加工工艺某需要加工零件为长方体,长度为435mm,宽度为 356mm,厚度为20mm,由招合金制成。
加工要求其平面度为0.06mm,粗糙度Ral. 6。
铝合金材料的可塑性和韧性非 常好,但是很容易吸附到别的物体上。
在加工过程中,被 切掉的废屑很容易粘附到刀刃上,时间长了会形成刀瘤,影响废屑正常的排出和加工要求的粗糙度。
此外,加工过 程中铝合金材料非常容易发热,引起变形,产生切削震动,对加工产生巨大影响。
切削震动不仅影响零件的加工质量,还会大大降低机床和刀具的使用寿命。
2夹具设计的原则2.1根据零件的特性设计夹具夹具的设计一般要符合下面几点要求:①具有足够的硬 度,并对其进行人工时效处理;②夹紧时稳妥牢固;③使用 要方便;④要容易加工。
因为铝合金零件的刚性较差,所 以在用其制作夹具时要注意以下几点。
第一,因为使用的特点,夹紧力会施加在定位点上,所以此处应该具有良好的刚性。
对于接触面的大小,不同 的考虑方向有着不同的结果。
若从稳定性上考虑,接触面 越小越好,但从夹紧力来考虑,接触面则越大越好。
因为 此处加工零件容易受热变形,所以接触面要设计大一些。
第二,零件装夹的变形主要是因为压紧力过大而引起 的,所以要尽可能减少压紧力。
研究显示,在等同压紧力下,三点夹紧的形变为1,六点夹紧的形变为1/16,十二点夹 紧的形变可忽略。
薄壁零件的机械加工工艺分析
![薄壁零件的机械加工工艺分析](https://img.taocdn.com/s3/m/f620be115627a5e9856a561252d380eb629423ca.png)
薄壁零件的机械加工工艺分析薄壁零件是指壁厚较薄的零件,例如一些表壳、扁平的盖子、薄壁盆、盆底等。
薄壁零件机械加工工艺分析是指对这些零件进行机械加工时,需要考虑的制造过程、零件材料性质、切削工具选择、加工精度等因素进行分析。
薄壁零件机械加工工艺的核心是为零件表面提供精密的加工质量。
为达到这个目标,需要采用以下一些步骤:1. 选择适当的加工方式当对薄壁零件进行机械加工时,需要选择适当的加工方式。
常用的加工方式包括切削加工和成形加工两种。
其中,切削加工通常用于制造板件、板材或薄板的零件,而成形加工则适用于塑料或金属薄壁零件。
在进行薄壁零件机械加工时,需要选择适当的材料。
一般来说,应该选择比较硬的金属材料,这样可以保证薄壁零件的耐用性和稳定性。
同时,在选择材料时,还需要考虑材料的韧性、强度等因素,以保证零件在机械加工过程中不会产生太多的变形。
3. 精密的加工过程在薄壁零件机械加工过程中,需要精密的加工质量,所以在机械加工过程中应该特别注意大幅度和频繁的进给、切削速度的选择、切削液的使用等因素。
另外,在加工结束后,应该对零件进行精密的测量,以便及时修正加工精度,保证零件的性能。
二、薄壁零件机械加工过程中的注意事项1. 防止刀具下刀太深由于薄壁零件的壁厚较薄,所以在机械加工时容易出现刀具过深,进而造成零件变形。
因此,在实际加工过程中应该注意掌握切削深度。
2. 精确的夹紧零件在加工过程中应该正确地夹紧。
对于薄壁零件,不能用钳子或其他夹具直接夹持,可以选用特殊夹具或改用胶粘等方式来进行夹持,保证夹持力均衡、不被损伤、不移动。
3. 切削液的选择和使用切削液在薄壁零件的机械加工过程中起着十分重要的作用。
切削液可以降低切削表面的摩擦系数,减少切削工具的磨损,同时也能够冷却工件和切削区域,减少加工过程中的热量,在一定程度上降低后处理量的摩擦损失,保证加工表面的光洁度和准确度。
另外,在使用切削液时应注意,不能过多使用,应保持适当的切削液流量和切削时间。
薄壁套筒零件的夹具设计
![薄壁套筒零件的夹具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/afb1b03126284b73f242336c1eb91a37f11132b4.png)
薄壁套筒零件的夹具设计夹具在机械加工中起着举足轻重的作用,特别是对于薄壁套筒零件的加工。
薄壁套筒零件一般壁厚薄、固度低,容易变形和变形难以控制,因此在夹持和加工过程中需要特殊的夹具设计来确保精度和质量。
本文将详细介绍薄壁套筒零件夹具的设计过程,包括定位、夹持和支撑等方面。
一、定位定位是夹具设计的第一步,其目的是确保工件在夹持过程中能够保持正确的位置和方向。
由于薄壁套筒零件壁厚较薄,容易变形,所以定位方式需要尽量减少对工件的应力,同时保证工件的准确定位。
1.定位方式常见的定位方式有圆柱定位、平面定位和边定位等。
对于薄壁套筒零件,可以选择合适的定位方式,如圆柱定位更适用于内径较小的套筒,而平面定位或边定位则更适用于外径较大的套筒。
2.定位点的选择定位点应选择在套筒的坚固部分,避免选择在壁厚较薄的区域。
在选择定位点时,需综合考虑夹具刚度、加工精度和变形控制等因素。
二、夹持夹持是夹具设计的核心要素,关系到薄壁套筒零件的加工质量和变形控制。
对于薄壁套筒零件,夹持应该均匀分布,使工件的变形得到控制。
1.夹紧方式常见的夹紧方式有机械夹紧、液压夹紧和真空吸附等。
针对薄壁套筒零件,有时机械夹紧会导致工件变形较大,此时可以考虑使用液压夹紧或真空吸附的方式来夹持工件,以减小变形。
2.夹紧力的控制对于薄壁套筒零件,夹紧力需要合理控制,既要保证工件的刚度,又要避免夹紧力过大造成工件变形。
夹持力的大小需要根据工件的特性和尺寸来确定,可以通过试验和经验总结来获得。
三、支撑1.支撑方式常见的支撑方式有固定支撑和活动支撑。
对于薄壁套筒零件,一般建议采用固定支撑方式,即通过固定支撑点来确保工件的形状和稳定性。
支撑点应选择在夹具上的坚固部位,避免选择在壁厚较薄的区域。
2.支撑点的选择支撑点的选择需要综合考虑切削力、工件变形和加工精度等因素。
一般来说,支撑点要避开加工区域,以防止支撑力对工件造成干扰。
综上所述,薄壁套筒零件的夹具设计需要注重定位、夹持和支撑等方面。
薄壁套的加工工艺与夹具设计
![薄壁套的加工工艺与夹具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/9358571a700abb68a882fb44.png)
薄壁套的加工工艺与夹具设计在实际的生产中薄壁套的零件是比较难加工的,薄壁套类零件是用来支撑旋转轴及轴上零件,该类零件主要表面是内孔和外圆,因此其在加工上有一定的困难,但柔性材料一定程度上可以改善这种状况,国内外也对这种材料进行了大量的研究。
由于自身因素,加工过程中因受力的作用,会产生震动及形变等问题,对薄壁套件的尺寸选择、形状的准确度及质量产生影响。
尤其对零件的内孔加工影响较大,达不到标准要求,通常情况下是用扇形的软爪来夹住零件的外圆,用以增大接触面积。
但这方法只对于单个、少量生产适合,满足不了大量的零件生产,还会出现夹力过紧,致使零件发生变形,进而对生产效率产生严重的影响,在很大程度上增大了生产的成本。
若想提高零件的生产效率,增加经济效益,应该设计一种比较合理的夹具来生产此类零件,从源头解决此问题。
1.薄壁零件结构与加工工艺1.1 基本结构薄壁零件的组成一般是由其侧壁和腹板,它形状比较复杂,它的尺寸比较大而截面积相对很小,因此外观要求高,其使用要求决定结构要在符合标准的强度和刚度条件下重量要比其他零件小。
它的加工过程中,难以控制的问题除了加工变形问题外还有它的切削振动问题。
切削振动指的是在用车床切削时候产生的振动。
振动一旦加剧,会出现振幅超过几十μm的激烈振动,通常还会伴随很大的噪声。
这也给薄壁零件的制作增加了一定困难,在切削加工中,振动可能会超过100μm,此时刀具或工件会有松脱的危险,因此不能再继续进行加工。
振幅在100μm以下时,虽然可以进行加工,但已加工表面会残留明显的振动划痕,是精加工表面不能允许的。
因此,种种条件限制薄壁结构的精确性。
薄壁零件的整体壁板,主要是由蒙皮、筋条和凹台等部分结构组成,它具有重量相对较轻,结构比强度相对较高,并且减少了装配过程中的工程量,但它的刚性较低,因此使用过程中容易变形。
梁类零件是只要应用于装载机上的受力薄壁零件,它的结构类型比较复杂,有工字型,U字型等类型,结构的复杂性决定加工的困难性,尤其是加工变形的问题。
不锈钢薄壁精密件的加工工艺分析及夹具设计
![不锈钢薄壁精密件的加工工艺分析及夹具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/35700bbfe109581b6bd97f19227916888486b9dc.png)
不锈钢薄壁精密件的加工工艺分析及夹具设计标签:薄壁精密件;工艺分析;夹具设计一、引言随着科学技术的飞快发展,各个领域对零部件的加工精度要求越来越高,对产品结构件的性能提出了更高的标准。
薄壁复杂零件因为它具有重量轻,节约材料,结构紧凑等特点已日益被越来越多的应用于高新技术等领域,并经常被用于特殊环境和特殊装备中。
但为达到减重、薄壁、高强度的效果,薄壁件通常使用综合性能要求更高的材料制造,与此同时产生加工变形的原因又变得更加多种多样,而这些因素之间又相互影响和制约。
针对实际生产过程中结构件加工变形问题,本文通过不锈钢薄壁精密件的加工工艺分析为案例,对现有加工艺进行改进,设计了一种利用数控车削代替数控铣削的机加工夹具。
该夹具能准确快速的装夹定位、降低切削力对薄壁件的冲击,做到有效防止切削受力引发薄壁件加工变形,保障零件加工的质量可控性,达到提高加工效率。
二、不锈钢薄壁精密件的加工工艺分析1.不锈钢薄壁精密零件图样的分析该薄壁精密件为不锈钢材料,通过对图1所示的零件图进行分析可知,该薄壁精密件单边最厚为0.75mm、最薄处为0.5mm,并且同轴度与垂直度要求较高;薄壁件边缘上有三段不均衡的圆弧。
图2所示为壁精密件加工部位,零件的D、E、F是三段不均衡圆弧待加工部位,三个圆孔G、H、I在同一直径圆上不等分分布,A、B、c、J是加工的内外圆柱面,J圆柱面壁厚比较薄。
现有加工该零件通用的方法是:1.采用三爪卡盘装夹后在数控车床车削加完成A、B内外圆柱面;2.通过涨力心轴以A内圆柱面为基准固定,车削加完成C、J两处外圆柱面;3.通过涨力心轴以A内圆柱面为基准固定,在数控铣床上铣削完成D、E、F三段圆弧和G、H、I三个圆孔。
该加工方法为了保障零件的形位公差,每装夹一次都需要用百分表校正装夹定位精度,校正耗费时间长,造成加工效率低;在铣削D、E、F三段圆弧时,由于三段圆弧不均衡分布,铣削过程中产生的不均衡铣削力对薄壁件的冲击极易引发薄壁件加工变形,在现实加工中该原因也是该零件在生產过程中产生废品率最高的工序。
薄壁零件的加工工艺处理和夹具设计
![薄壁零件的加工工艺处理和夹具设计](https://img.taocdn.com/s3/m/b763b7c4ddccda38376bafe0.png)
摘要:本文系统设计了薄壁零件的数控车削加工工艺。
通过探讨薄壁零件在加工中存在的易变形、零件尺寸精度、位置精度及表面粗糙度不易保证等技术问题,对加工难点进行分析,给出了加工工艺路线和加工方案,通过优化、完善夹具设计和切削参数,防止了薄壁零件加工变形、保证了较好的尺寸精度和位置精度,从而有效解决薄壁零件的车削加工难题。
由于薄壁零件刚性差、强度弱,在加工中极易变形,是零件的形位公差增大,不易保证零件的加工质量。
因此对薄壁零件的装夹,切削加工过程中刀具的合理选用及切削量的选择,提出了严格要求。
在普通车床上加工形状较复杂、有一定精度要求、且需要多把刀具进行加工的批量零件时,不仅需要频繁换刀和装夹,花费大量的人力和时间,而且加工出来的零件质量取决于加工人员的技术水平, 产品质量得不到充分的保证。
而运用数控车床,结合传统的加工工艺,不但能大大缩短加工时间、提高加工精度,而且成品率高、产品质量稳定。
所以,在运用数控机床加工过程中为保证被加工薄壁件的必要的精度,有同轴度要求的内外圆柱面或有垂直度要求的外圆与端面,尽可能在一次装夹中完成;需要编制其加工路线、合理的选择个阶段的加工参数并编写高质量的数控加工程序。
为完全保证零件的形位公差需要设计其装夹的夹具,为此,对零件图纸、零件加工及时效处理等方面都认真地进行了分析和研究。
图1-1由图1-1可看出,ø64mm的外圆对ø60mm的内孔的同轴度,ø64的外圆的圆度和表面质量以及内孔尺寸精度的加工是该薄壁零件最主要的加工难点。
因为该零件刚性差、强度弱,在加工中极易变形,表面质量、垂直度及同轴度难以保证。
镗削内孔时应一次装夹中加工出来,以保证该零件的尺寸精度。
针对薄壁零件壁薄、刚性差、易变形的特点,可设计该薄壁零件专用夹具装夹,以保证零件的尺寸精度和形位公差达到图纸技术要求。
这些加工难点的存在,使得加工过程中刀具选择、加工工艺路线安排、工艺装夹方式确定等对于该零件是否合格非常关键。
车床薄壁件的加工方法
![车床薄壁件的加工方法](https://img.taocdn.com/s3/m/14197e4fdf80d4d8d15abe23482fb4daa58d1dc6.png)
车床薄壁件的加工方法
粗加工后精加工:先粗加工零件的外圆和内孔,外圆和内孔均匀留
0.5-0.8mm的余量,端面单边留0.25-0.3mm的余量,然后选取适当的夹紧方法以完成图纸尺寸要求的零件。
先内后外:先加工内孔,内孔比外圆更难加工,容易变形。
然后,加工外圆,采用芯棒夹紧,内孔可轴向定位夹紧,以免影响加工精度。
一次性完成:一次装夹加工所有所需尺寸,主要用于带工艺台的毛坯、棒材或薄壁零件的加工。
开启圆盘卡盘:直径大、尺寸精度和形位精度要求高的薄壁工件,可夹在圆盘卡盘上进行加工。
轻切快走:在加工过程中,应采用轻切快走的加工方式,以减小切削力对工件的影响。
同时,合理使用切削液,降低切削温度。
分层加工:对于厚度较大的薄壁件,可以采用分层加工的方式,减小各层之间的切削力,避免工件变形。
航空薄壁零件的加工工艺
![航空薄壁零件的加工工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/7b0b47a918e8b8f67c1cfad6195f312b3169eb81.png)
航空薄壁零件的加工工艺航空薄壁零件的加工工艺是指将给定的材料通过一系列工艺处理和加工,使得最终成品符合航空行业中对零件质量、尺寸、精度要求,并适用于飞机等航空器件的装配和使用。
航空薄壁零件加工工艺通常包括以下几个步骤:1. 材料准备:航空薄壁零件通常使用高强度、轻质的材料,如铝合金、钛合金等。
在加工之前,首先需要对材料进行处理和准备,如材料的切割、热处理、表面清洁等。
材料的处理和准备对最终产品的质量和性能影响很大,因此必须严格控制每个步骤的工艺参数。
2. 零件加工:航空薄壁零件的加工通常采用数控机床进行,因为数控机床具有高精度、高效率和稳定性好等优点。
加工工艺通常包括车削、铣削、钻削、铆接、切割等。
在加工过程中,需根据零件的设计要求和工艺要求,合理选择刀具、工艺参数和加工路径,并严格控制加工过程中的加工质量和尺寸精度。
3. 表面处理:航空薄壁零件的表面处理对于提高零件的耐腐蚀性、耐磨性和表面光洁度非常重要。
常见的表面处理方法包括阳极氧化、电镀、喷涂、磷化等。
表面处理工艺需要根据零件材料的特性选择合适的方法,并控制处理参数和工艺流程,以保证表面处理效果和质量。
4. 检验与质量控制:航空薄壁零件的加工过程中需要进行严格的检验和质量控制,以确保产品的质量和性能满足航空行业的要求。
常见的检验方法有尺寸测量、外观检查、力学性能测试等。
质量控制包括对每个加工步骤和工艺参数进行监测和调整,以保证零件的尺寸精度、表面质量和机械性能。
在航空薄壁零件的加工过程中,还需要注意以下几个方面:1. 工艺规划和优化:在加工之前,需要对零件的结构和要求进行详细分析,从而制定合理的加工工艺流程和步骤,并对工艺进行持续优化,以提高加工效率和质量。
2. 设备与刀具选择:根据零件的特性和加工要求,需要选择合适的数控机床、刀具和夹具。
设备的选型和使用对加工质量和效率具有重要影响。
3. 清洁与防护:在加工过程中,需要保持加工设备和工作环境的清洁和整洁,防止杂质和污染物对零件质量的影响。
薄壁类零件装夹夹具设计方法
![薄壁类零件装夹夹具设计方法](https://img.taocdn.com/s3/m/42548a92cc22bcd126ff0cde.png)
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](https://img.taocdn.com/s3/m/7fef3f273868011ca300a6c30c2259010202f3a5.png)
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。
薄壁套零件的加工工艺分析与程序设计
![薄壁套零件的加工工艺分析与程序设计](https://img.taocdn.com/s3/m/a97ab41e591b6bd97f192279168884868762b8f9.png)
图2六爪卡盘薄壁套零件的加工工艺分析与程序设计赵金凤(德州职业学院,山东德州253000)1薄壁套的工艺分析1.1薄壁套结构分析如图1所示为一薄壁套零件,生产类型为单件或小批量生产,无热处理工艺要求,薄壁套类零件孔壁较薄,该薄壁套结构简单,主要由内孔与外圆组成。
1.2薄壁套的工艺分析因薄壁套孔壁较薄,装夹过程中很容易变形,因此装夹难度较大,一般可采用以外圆定位和内孔定位夹紧的方法来完成。
1)以内孔定位。
该薄壁套的基准是准26+0.030mm 孔轴线,外圆、内孔精度及表面粗糙度要求较高;右端面与准26+0.030mm 孔轴线有垂直度要求,加工时应在一次装夹中完成;准300 -0.03mm 外圆既有圆度形位公差要求,又有同轴度要求,又因内孔存在阶台,无法一次装夹工件完成全部加工内容,因此可采取先加工完零件右端面及内孔,再使用芯轴或胀力芯轴装夹完成零件外圆加工的方法。
2)以外圆定位。
如果该薄壁套批量较大,基准是准300-0.03mm 的轴线,可以选择以外圆定位加工内孔,采用特制软卡爪、六爪卡盘(圆形包胎),如图2所示,夹持薄壁套,避免夹持变形,包胎选用轻、软材料,最好使用铜、铝制品,避免夹伤工件。
摘要:合理的数控加工工艺与加工程序是保证产品质量、提高生产效率的关键因素。
文中结合薄壁套的结构,分析加工工艺,设计加工程序,保证薄壁套的加工质量,同时也提高了加工效率。
关键词:薄壁套;加工工艺分析;程序设计中图分类号:TH 162文献标志码:A文章编号:1002-2333(2015)06-0070-02图1薄壁套零件41+0.0500.02准300-0.03准20+0.10准0.03 1.6C 140451.6A 0.02A3.2其余准26+0.03准380-0.1A作用也增强。
此外,在实际工程设计中,跨音速压气机的攻角设计是一个极其重要的参数,应当避免沿叶高局部正攻角过大,使得压气机局部槽道激波被推向上游从而引起整个压气机转子失速。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
摘要:本文系统设计了薄壁零件的数控车削加工工艺。
通过探讨薄壁零件在加工中存在的易变形、零件尺寸精度、位置精度及表面粗糙度不易保证等技术问题,对加工难点进行分析,给出了加工工艺路线和加工方案,通过优化、完善夹具设计和切削参数,防止了薄壁零件加工变形、保证了较好的尺寸精度和位置精度,从而有效解决薄壁零件的车削加工难题。
由于薄壁零件刚性差、强度弱,在加工中极易变形,是零件的形位公差增大,不易保证零件的加工质量。
因此对薄壁零件的装夹,切削加工过程中刀具的合理选用及切削量的选择,提出了严格要求。
在普通车床上加工形状较复杂、有一定精度要求、且需要多把刀具进行加工的批量零件时,不仅需要频繁换刀和装夹,花费大量的人力和时间,而且加工出来的零件质量取决于加工人员的技术水平, 产品质量得不到充分的保证。
而运用数控车床,结合传统的加工工艺,不但能大大缩短加工时间、提高加工精度,而且成品率高、产品质量稳定。
所以,在运用数控机床加工过程中为保证被加工薄壁件的必要的精度,有同轴度要求的内外圆柱面或有垂直度要求的外圆与端面,尽可能在一次装夹中完成;需要编制其加工路线、合理的选择个阶段的加工参数并编写高质量的数控加工程序。
为完全保证零件的形位公差需要设计其装夹的夹具,为此,对零件图纸、零件加工及时效处理等方面都认真地进行了分析和研究。
图1-1由图1-1可看出,ø64mm的外圆对ø60mm的内孔的同轴度,ø64的外圆的圆度和表面质量以及内孔尺寸精度的加工是该薄壁零件最主要的加工难点。
因为该零件刚性差、强度弱,在加工中极易变形,表面质量、垂直度及同轴度难以保证。
镗削内孔时应一次装夹中加工出来,以保证该零件的尺寸精度。
针对薄壁零件壁薄、刚性差、易变形的特点,可设计该薄壁零件专用夹具装夹,以保证零件的尺寸精度和形位公差达到图纸技术要求。
这些加工难点的存在,使得加工过程中刀具选择、加工工艺路线安排、工艺装夹方式确定等对于该零件是否合格非常关键。
加工工艺分析与设计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,在加工过程中受切削力、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加工过程中装夹方法、切削用量、刀具几何角度等做了初步的探讨。
1.薄壁套类零件的加工分析(1)工件装夹方法薄壁类零件在加工过程中如果采用普通装夹方法,会因为产生很大的变形而无法保证加工精度。
如图1所示。
图1 套筒夹紧变形误差故薄壁类零件的装夹,一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。
具体措施如下: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、外圆及端面的加工后切掉。
这样不但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增加夹压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或弹簧夹头装夹;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)切削用量的选择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、吃刀抗力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,影响加工精度和工件表面质量。
切削热计算公式为:从以上两式中可以看出,切削用量应该选较小值,但考虑到生产率及加工塑性材料时避开积屑瘤的影响等,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动速度也提高,使热量来不及传到工件上而大部分被切屑带走,因此,对加工的影响并不会增大。
(3)刀具角度的选择加工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,散热性能变差,最终影响加工精度。
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。
2加工工艺过程分析在薄壁套的加工中有两个主要因素影响加工精度:(1)薄壁套本身的刚度比较差,在外力(切削力、夹紧力)的作用下容易变形。
(2)薄壁套毛坯为d70x7的45号无缝钢管,孔的加工余量大,切削时会产生较大的残余应力,并引起内应力的重新组合。
因此在安排工艺时,就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。
这样,粗加工产生的误差和变形就可以通过半精加工和精加工予以修正,并逐步提高零件的精度和表面质量,最后达到零件的技术要求。
通过对该零件的基本情况及加工难点的分析,划分出薄壁套零件的加工阶段并制定出其加工工艺过程。
[6]2.1加工阶段的划分薄壁套的加工基本上分为三个阶段:(1)粗加工阶段。
主要包括粗车外圆和粗镗内孔来去掉大部分余量。
(2)半精加工阶段。
主要完成零件一些次要表面的加工,并达到零件表面质量和未知精度的要求。
其次,采用半精车加工在精加工之前达到必要的精度和加工余量,从而为套外圆的精加工做准备。
(3)精加工阶段。
为保证薄壁套零件外圆表面质量达到图纸的技术要求,采用精车零件外圆最后达到所需的精度和粗糙度。
2.2定位基面的选择薄壁套是一典型薄壁零件,在外力作用下很容易产生变形,薄壁套内孔与台阶孔表面的尺寸精度和位置精度的要求比较高,因此希望以一个统一基面定位来加工这些要求较高的表面。
实际加工中我们选择外圆表面和断面1作为加工定位基面。
采用外圆表面和断面1作为基面有以下优点:(1)用这种定位方法可以加工外圆表面、端面、内孔。
且在一次装夹中完成精度要求较高的表面的加工,既提高了生产效率,又能保证各表面的尺寸精度和位置精度。
(2)以外圆作为定位基面一次装夹同时完成外圆和内孔的加工,可以减小薄壁套的壁厚差,从而保证其壁厚均匀。
(3)所选定位基面与设计基准重合,可以避免因基准不重合而引起的定位误差,更好的保证精度。
2.2加工工艺过程薄壁套的尺寸精度、加工形位精度的要求比较高。
但薄壁套壁薄、刚性差,容易产生变形,这就给薄壁套零件机械加工带来了很多困难,必须予以充分重视。
薄壁套需要加工的表面有:外圆、内孔及左右端面等。
各主要表面的工序安排如下:(1)外圆面:粗车、半精车、精车;(2)两端面;粗车、半精车、精车;考虑薄壁套零件需要加工的内容不多,加工完成后就能达到待检状态,因此以一次安装加工作为一道工序。
该薄壁零件的数控加工工艺过程如表2-1所示。
表2-1 薄壁套机械加工工艺过程数控加工工艺过程综合卡片产品名称零件名称零件图号料薄壁套45号无缝钢管程序编号夹具名称使用设备车间O0001 扇形软三爪卡盘数控车床数控中心序号工序名称工序内容、技术要求及工序简图备注1 粗车内孔和端面1及半精车内孔粗车断面1,且粗车内孔加工到∅58mm长度尺寸45mm左右半精车内孔至∅59mm工序一简图2 粗车端面2工件调头粗车端面2,保证薄壁套总长度为45mm数控加工工艺过程综合卡片产品名称零件名称零件图号料薄壁套45号无缝钢管程序编号夹具名称使用设备车间O0001 扇形软三爪卡盘数控车床数控中心序号工序名称工序内容、技术要求及工序简图备注工序二简图3 自然时效处理按薄壁套时效工艺进行,时间为一个月数控加工工艺过程综合卡片产品名称零件名称零件图号料薄壁套45号无缝钢管程序编号夹具名称使用设备车间O0001 扇形软三爪卡盘数控车床数控中心序号工序名称工序内容、技术要求及工序简图备注4 粗车,半精车外圆以及精车外圆采用专用夹具装夹,加工到下列尺寸及技术条件:粗车外圆面至∅65mm,半精车外圆至∅64.4mm精车外圆至要求尺寸∅64mm工序四简图数控加工工艺过程综合卡片产品名称零件名称零件图号料薄壁套45号无缝钢管程序编号夹具名称使用设备车间O0001 扇形软三爪卡盘数控车床数控中心序号工序名称工序内容、技术要求及工序简图备注5 精车内孔工件至于套筒内加工精车内孔到 60mm工序五简图3加工工艺方案的设计3.1刀具的选择数控编程时,正确选择刀具是数控加工工艺中的重要内容,其不仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量。
选择刀具通常考虑工件材料、加工型面类型、切削用量,以及其他相关因素。
刀具选择总的原则是:既要求精度高、强度大、刚性好、耐用度高,又要求尺寸稳定,安装调整方便。
在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具的刚性。
在此原则上,综合考虑45钢材料的加工特点以及加工中振动和切削力引起的变形,薄壁套零件的加工刀具均选用机夹可转位车刀,切削刀具参数选择见表3-1。
表3-1刀具的参数选择3.2切削用量的确定数控编程中,必须确定每道工序的切削用量,并以指令的形式写入程序中。
切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。
其选择原则是保证零件加工精度和表面粗糙度,充分发挥刀具切削性能,保证合理的刀具耐用度,并充分发挥机床的性能,最大限度的提高生产率,降低成本。
由于此零件为薄壁零件,加工时,刚性较差,易产生振动,刀具的切削硬度又不足以满足加工需求,为此,在刀具和夹紧力相对固定的情况下,只能通过优化切削参数进行调整,以表面粗糙度计算公式:εr f R a 502⨯= (式3-1)(f ——进给量,εr ——刀尖圆弧半径)为参考,切削用量选择见表3-2。
表3-2切削用量的选择3.3冷却与润滑用硬质合金车刀粗车45钢时,一般要用冷却润滑,但因切削用量较大,可用质量分数5%的乳化液。
精加工时由于45钢容易和氢起化学作用,使薄壁套零件表面产生很细的针孔,不宜采用水剂切削液。
为减少摩擦和粘刀,一般采用煤油或煤油加机油的混合。
[5]冷却液对零件冷却时切忌时有时无,以避免刀具出现冷热交变而产生破裂现象,必须连续、充分地浇注,以改善已加工表面的质量和提高刀具使用寿命。
同时工件不受切削热的影响而使它的加工尺寸和几何精度发生变化,保证了零件的加工质量表。
夹具设计1.在粗车和半精车薄壁套内表面时,我选择的是在毛胚圆筒外面加上一个套筒进行夹紧,在这个套筒上是开了缝的,方便在三爪卡盘上能有效夹紧需要加工的薄壁套。
2.在半精车内孔后,可以以内孔为定位基准加工外圆,这时就应制作一个专用夹具—心轴。
2.1夹具设计总要求夹具通常安装在车床的主轴前端部,与主轴一起旋转。
由于夹具本身处于旋转状态,因而夹具在保证定位和夹紧的基本要求前提下,还必须有可靠的防松结构。