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薄壁零件的机械加工工艺的分析

2019-10-21陈方国

科学与财富 2019年12期
关键词:薄壁零件加工工艺机械加工

陈方国

摘要:薄壁零件由于壁厚参数较小,在加工中容易出现应力变形、温度变形等现象,降低了零件的加工质量。基于对薄壁零件特点的了解和研究,本文提出了这种零件的加工工艺,防止零件在加工过程中出现质量问题,提高零件的加工效率和加工质量。

关键词:薄壁零件;机械加工;加工工艺

引言:

在薄壁零件的加工中,需要应用数控机床完成加工工作,按照设计图纸完成程序设计和编写即可完成具体的加工工作。但是就实际效果来看,当前的零件加工次品率较高,大量零件在加工中出现变形问题,在今后的加工中,需要选用合理的加工工艺,规避这一现象。

1薄壁零件在机械加工中的变形因素分析

在薄壁零件的加工中,需要应用夹具固定零件原材料和半成品零件,同时应用相关的数控机床完成后续的加工工作。在整个加工过程中,变形因素首先为夹具因素,对于薄壁零件来说,对夹具的要求为能够提供应有的应力,防止零件位移,在此基础上降低夹具施加的压力,尤其是对于高度较大的零件来说,当夹具施加的力过大时,必然会对零件的边缘结构造成破坏,导致零件变形。

其次为刀具参数,不同的刀具对零件的加工精度不同,对于薄壁零件来说,需要选用精度较高的刀具,同时还需要考虑对零件的加工效率,选用的刀具与零件加工过程的适配性不足时,很容易引发零件变形问题。

最后为走刀线路,在零件的加工中,刀具的进入和退出过于频繁时,除了对刀具寿命有一定影响,也意味着与零件的接触频率过高,对于薄壁零件来说,在刀具接触中很容易出现塑性变形,当接触过多时,这种塑性变形会积累于零件中,导致零件的实际尺寸与设计尺寸不符。

2薄壁零件的机械加工工艺

2.1工艺路线制定

在工艺路线的制定中,需要按照零件的应用方法、零件的相关要求完成加工,具体的加工流程为粗加工热处理半精加工精加工,在整个系统的运行中,需要考虑零件的相关参数,而对于变形量较大的零件,加工流程为粗铣热处理精铣外壳精铣内腔加强筋去除零件校正。

对于粗铣过程来说,可以应用虎钳固定毛坯,使用铣刀完成对零件外形的粗加工工作,完成外形塑造后,使用合适的铣刀加工零件的内腔,并在零件内腔中设置加强筋,零件的两端需要设置余量,通常为1~2mm。

在粗加工后,经过加工的零件中存在彩六的应力,为防止应力变形,可以应用低温退火的方法消除加工应力,提高加工精度。

精加工工艺有三个步骤,首先为按照零件的设计尺寸完成处理工作,使用压板完成零件固定工作,使用合理的铣削刀具进一步完成零件处理工作,确保整个零件的外形满足设计要求。

其次为落实数控铣工作,对于零件的内腔,根据内腔的深度合理选用铣刀,在该过程中使内腔的加工精度满足设计要求。同时在数控铣过程中,还需要完成对零件外表面的铣削工作,按照零件的设计尺寸完成铣刀选择。由于在零件的加工中,需要防止铣刀撞击导致零件变形,需要应用圆弧式进刀方法,主要工作内容为在数控铣床上编程,按照具体设计参数完成对零件的加工。

最后为加强筋拆除工作,同时分析零件的加工质量,符合精度要求时,该零件可出厂。

2.2夹具选择

在当前的零件加工中,常用的夹具为三爪卡盘、虎钳和压板,这些夹具的应用方法存在差异。

三爪卡盘的应用原理为,在高强度圆盘中设置三个或四个活动构件,这些构件与机械传动设备连接,将被加工零件伸入夹具后,整个夹具旋转,带动被加工零件旋转。这一夹具只适用于车床中,同时对构件的强度有很高要求,显然不能满足薄壁零件的加工要求。

虎钳应用原理为,将零件的两个对称点视作夹具安装点,夹具安装点需要有较高的强度,为了防止在铣加工中发生位移,所以虎钳会向零件施加很大的力。对于薄壁零件来说,应用虎钳时整体结构会被破坏,导致整个零件变形。

压板的应用原理为,使用压板将零件固定在加工台上,压板会向零件均匀施加压力,同时根据零件类型调整压力。从运行原理的角度来看,这种方法由于向整个零件结构施加压力,可以防止应力不均匀造成的变形,所以从整体上来看,薄壁零件精加工更适宜使用这种加工方法。

2.3铣削工艺选择

在铣削工艺选择中,具体分析的内容为走刀路线,当前常用的走刀路线有两种,一种为行切法,另一种为环切法。行切法的原理为,使用的刀具以行为单位,完成对零件的铣削工作,环切法可以视作一种整体性的铣削工艺。

在工艺的选择中,行切法会在该过程中产生更大的应力,并且这种应力会多次产生,容易出现零件变形问题。另外对于存在对称腔体的零件来说,应用这种方法的加工效率过低,并且容易引起兩个腔体的不对称问题,所以本文选用的方法为环切法。

而对于存在腔体的零件来说,精加工之前已经完成了粗加工工作,在腔体的外壁加工时,应用顺铣的方法完成加工,在这种方法的应用中,零件上产生的振动较小,所以能够更好地控制加工精度,可以有效防止由于加工精度引发的零件变形问题。

端面铣削工作中,当需要由零件的外侧进刀时,不可应用垂直进刀的方式,防止产生的撞击使零件变形,可以应用的进刀方法为圆弧式进刀,这种方法能够将产生的撞击量降到最低。

结论:

综上所述,在薄壁零件的加工中,零件的变形因素包括夹具因素、刀具因素和走刀路线因素,需要根据零件的参数合理选择可以应用的设备。在零件的加工中,首先完成夹具选择,其次选择合理的铣削工艺,最后完成工艺路线制定工作,提高对零件的加工质量。

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