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薄壁零件的机械加工工艺

2018-09-10李文超

现代盐化工 2018年2期
关键词:工业生产机械加工

李文超

摘要:随着我国科学技术的发展和进步,机械零件的制造技术在不断地更新发展。薄壁零件具有质量轻、节约材料的特点,在各个工业生产中普遍得到应用。同时薄壁零件也存在刚度较低的情况,在加工的过程中很容易出现变形的情况。部分零件的精度要求非常高,在加工过程中,任何一个环节的失误都会造成零件出现瑕疵,导致加工零件的精度降低,最终造成成品不能满足加工的要求。文章对薄壁零件的机械加工工艺进行相应的探究,希望能够促进薄壁零件加工工艺水平的提高。

关键词:薄壁零件;机械加工;工业生产

在薄壁零件机械加工的过程中,其加工问题受到普遍的关注。薄壁零件的强度以及刚度比较低,在机械加工的过程中很容易出现变形等情况,导致零件质量存在问题。薄壁零件的加工造价比较低并且结构简单受到普遍的应用,在加工过程中任意环节的失误都会对其进度造成影响,导致其产品质量问题。因此,需要对其机械加工工艺进行探究,促进其加工精度的提高,促进薄壁零件加工工艺的提高。

1 薄壁零件机械加工中影响精度的因素

在机械零件加工的过程中,机械加工精度指的是机械实际加工出的零件和设计过程中理想状态加工零件之间参数的误差大小。机械加工的过程中,零件的加工精度受到加工零件和刀具在加工时的关系决定。在实际加工时,加工的各个环节会出现各种类型的误差,对薄壁零件的加工精度产生影响。因此,对机械加工过程中影响精度的因素进行分析,促使其误差的减小。影响加工精度的因素主要有以下几个方面:机械加工机床的几何精度以及刚性;刀具的质量;夹具的结构以及受力因素,零件的加工过程中的装夹方式;刀具受到的外力因素以及形变;零件的变形;切削过程中使用的切削液种类。

薄壁零件出现变形对机械加工的质量产生影响,促使其加工的进度降低,原因主要有以下几个方面:(1)加工过程中焊接方面的因素造成的变形。在薄壁零件加工时,其主要的组成部分是钢板焊接部件,也有一部分铝制零件,因此,在焊接的过程中,焊接应力难以有效的消除,造成不良现象的发生,促使薄壁零件在后期的加工过程中出现应力的释放,鲍勃零件出现变形的情况。(2)装夹过程中造成的变形。薄壁零件在加工的过程中,其程序复杂繁多,并且装夹程序较多,几乎在每个加工程序中都需要进行相应的装夹作业,在装夹的过程中,如果没有按照相应的程序和要求进行操作,很容易造成变形。(3)加工过程中刀具因素造成的变形。在机械加工的过程中,刀具是常用的一项工具,在零件切割的过程中使用。在进行零件切割时会产生相应的切割应力,需要专业人员对其切割应力进行控制,促使其在零件承受的范围之内,如果超出范围就会造成零件出现变形。(4)其他方面因素。薄壁零件的机械加工其工序复杂并且繁多,在零件生产之后,需要对其质量进行有效的检验,出厂前需要经过相关质监部门的检查,压力测试是检查过程中的必不可少也是必须的环节,压力测试的过程中零件变形的情况比较多,是其变形的一个原因之一。

2 薄壁零件机械加工过程中提高加工精度的措施

2.1 促进薄壁零件剛度的提高

在薄壁零件加工的过程中,促使其刚度的提升、促使工件和机械接触面积的增加,能够减少薄壁零件发生变形的概率。同时需要促进薄壁零件工艺刚度的提高,促使其载荷量的增阿基,促使薄壁零件之间的间隙进行消除,避免零件出现变形。促进薄壁零件接触面硬度的提高,在材料选择的过程中,可以选择具有弹性高、模量大的材料促使其硬度的提高,促使工艺刚度的增强。

2.2注重加工夹具和装夹方式的设计和选择

在零件加工的过程中,装夹工序具有重要的影响。在传统的装夹工序中,主要采用三抓卡盘、虎钳以及压板等方式,造成应力集中,在夹紧力的位置很容易出现变形。因此,根据相应的原理,可以促使薄壁零件和装夹装置接触面积的增加,促使其受到压强的减少,促使其受力更加的均匀,促使装夹工序的改善,减少变形的发生。在薄壁零件建工的过程中,需要对其零件的位置以及夹紧装置进行考虑,采用相应的夹具进行处理。在薄壁零件粗加工的过程中,需要对其装夹力度进行增加,增加薄壁零件的紧密度,进一步促使其强度和硬度的增加,有效地降低在装夹过程中薄壁零件变形的发生概率。在薄壁零件机械加工的过程中,需要对其加工工艺的要求进行考虑,选择具有高契合度的夹具对其薄壁零件进行装夹,能够促使其受力面积的增加,降低其变形的概率以及变形程度。另外,对装夹力的作用点进行有效转移。在转移的过程中,可以促使径向装夹转变成轴向装夹,促使装夹过程中应力的降低,促使薄壁零件变形概率的降低。

2.3选择铣削方式

在薄壁零件机械加工的过程中,保证其他因素和条件不变的情况下,机械加工需要的工时和走刀的轨迹有着密切的关系。在加工的过程中,对走刀的轨迹进行科学合理的选择,促进加工效率的增加。针对薄壁零件来讲,行切法和环切法是两种常用的走刀轨迹,两者相比较而言,环切法使用过程中其切削力更加均匀,促使应力良好的释放,促进零件加工精度的提高。针对零件中的对称腔体,可以采取分层对称的环切方式,对其质量进行有效的控制。在精加工的过程中,通常内腔已经进行的相应的粗加工,在对其外壁进行加工的构成中,需要考虑加工的相关因素,采用单边顺铣的方式,此种方式相对于逆铣来说,切削的厚度更大,变形发生率较小,零件的单边受力,并且其纹理一致性好,促使薄壁零件加工质量的提高。

2.4切削用量的控制

在薄壁零件加工的过程中,切削力的作用很容易造成零件的变形,切削量和切削力的大小有着密切的关系,切削量和切削力呈正比例关系,切削量小其切削力就会越小,零件变形发生率就会越小,但是,会造成切削加工时间的增加。因此,需要对切削量进行有效的控制,保证切削作业的时间,同时提高薄壁零件的加工精度。在切削的过程中,背吃刀量、进给量以及切削速度是其三个重要因素。薄壁零件在加工的过程中,径向方向很容易造成变形的发生,因此,需要对其背向分力进行研究。切削力随着背吃刀量和进给量的增加逐渐增大。因此,薄壁零件粗加工时,切割用量以及进给量应当适当大些,对其受力进行有效的控制,避免零件发生变形,对机械加工的质量和效率产生影响。在精加工的过程中,保证切削量和进给量较小,同时对刀具进行合理的选择,拨正机械加工过程中的效率和质量。在薄壁零件加工的过程中,促使进给量的增加,相应的减少背吃刀量,对加工的余量进行有效的控制和分配,对切削力进行控制,促使零件加工精度的提高。

2.5 有效地控制切削热

薄壁零件在机械加工作业时,在刀具和薄壁零件接触的过程中,由于摩擦因素的影响造成热量的产生,造成温度快速上升,造成零件出现变形的情况,对零件的质量产生影响。因此,在加工的过程中,需要对切削热进行控制,保证零价的加工质量。在对其切削热进行控制的过程中,需要对各个变量之间的关系进行了解。在切削的过程中,产生的热量来源有切屑、工件、刀具以及介质之间产生的热量,并且刀具产生的热量最多,占到50%~80%。因此,在实际加工的过程中,采取相应的加工措施,对其切削热进行控制,保汪零价的加工质量。

2.6 刀具角度、速度以及切削液的控制和选择

在薄壁零件机械加工的过程中,精加工作业中需要对其刀具的速度进行控制,切削的速度过高很容易造成切割的不均匀,对机械生产的质量产生和影响,切削的速度过慢造成薄壁零件受到外力较大,造成变形的发生。同时对其刀具的切割角度进行选择和控制,角度发生偏移会造成薄壁零件生产的不规范,影响薄壁零件的加工质量。薄壁零件机械加工的过程中,切削液是一种常用的物质,在切削液使用的过程中需要对其量进行控制,切削的多少会对其切削精确度产生影响,导致机械生产的质量较低。薄壁零件机械加工中,切削作业的刀具、加工部件等表现容易出现锈蚀,对切削的效率产生影响,借助切削液能够对刀具以及加工部件表面进行润滑,促使切削力的增加,同时促使加工零件性能的提高。在切削作业时,会产生相应的热量,切削液能够通过气化对部分的热量进行消除,有效地减少由于热量造成的变形,促使切割更加准确。同时切削液能够对加工的部件以及薄壁零件进行有效的清洗,对切割中的油污等杂质进行祛除。

3 结语

随着机械工艺的不断发展,薄壁零件的机械加工中精确度有了更高的要求。因此,在机械加工作业时,需要对薄壁零件加工精度进行控制,对其误差进行最大程度的降低,有效地减少零件和加工部件之间的应力,促使薄壁零件变形发生率降低,保证薄壁零件产品的质量。加大对薄壁零件机械加工工艺的不断探索和研究,促使其工艺不断地发展,提高加工的精确度,促使其变形概率的降低,促进机械加工水平的进一步提高。

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