薄壁壁板类零件在加工过程中变形的工艺研究
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浅析薄壁零件的加工工艺摘要:薄壁零件具有重量轻,节约材料,结构紧凑等特点。
但是薄壁零件刚性差,强度弱,在加工中极容易变形,使零件的形位误差增大,不易保证零件的加工质量。
本文对薄壁零件的装夹,刀具的合理选用,切削用量的选择,切削液的使用等进行了加工工艺分析,来提高薄壁零件的加工精度,保证加工质量,对薄壁零件的加工指出了解决问题的具体方法。
关键词:薄壁零件加工精度工艺分析薄壁零件是工业生产中不可缺少的重要零件,已日益广泛地应用在汽车制造、仿织、电力、石油化工、仪器仪表、飞机制造等各工业部门。
因为它具有重量轻,节约材料,结构紧凑等特点。
但薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题,原因是薄壁零件刚性差,强度弱,装夹难度大,在加工中极容易变形,使零件的形位误差增大,不易保证零件的加工质量。
因此,在大批量生产的加工情况下,不可避免会出现大量的不合格产品,但从零件的装夹,刀具的合理选用,切削用量的选择,切削液的使用等方面充分进行加工工艺分析,充分地考虑工艺问题对零件加工质量的影响,有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形,保证了加工精度,为今后更好的加工薄壁零件提供了好的方法及借鉴。
一、影响薄壁零件加工精度的因素薄壁零件的加工精度主要有:尺寸精度(直径和长度尺寸)、几何精度(圆度和圆柱度)、相互位置精度(同轴度、垂直度和径向跳动)和表面粗糙度。
影响薄壁零件加工精度的因素主要是工件易变形,主要原因有以下几点:(一)易受力变形:因工件壁薄,在夹紧力的作用下容易产生变形,切削时会出现此厚彼薄的情况。
比如:三爪卡盘夹紧工件加工内孔时,在夹紧力的作用下,会略微变成三角形,但车孔后得到的是一个圆柱孔。
当松开卡爪,取下工件后,由于弹性恢复,外圆恢复成圆柱形,而内孔则变成弧形三角形,而不是内圆柱面了。
从而影响工件的尺寸精度和形状精度。
(二)易受热变形:因工件较薄,切削热和切削过程中的径向力的作用,会引起工件热变形,从而使工件尺寸难以控制。
薄壁零件车削加工中热变形分析及对策薄壁零件是现代机械加工中常用的一种零件,但在加工过程中容易产生热变形问题,使产品质量得不到保证。
因此,对薄壁零件车削加工中的热变形问题进行分析和探讨,是非常必要的。
薄壁零件车削加工的热变形问题主要具体表现为两方面,一是由于车削时的热量不断积累,导致零件表面以及刀具受到热膨胀的影响,进而导致薄壁零件的形状产生微小的变化,影响加工质量;二是由于材料自身的热膨胀系数不同,在车削加工过程中产生的温度梯度也不同,从而引起了材料本身的完整性损失和变形,使其不利于高精度加工。
解决这一问题的主要方法有如下几点:1. 合理控制切削参数、降低切削温度。
合理的切削参数选择和降低切削温度是避免产生热变形的关键。
必须根据不同的零件材料特性选择适当的切削速度、进给量和切削深度,以控制加工过程中的切削温度。
同时,使用润滑剂可以有效的降低热补偿,从而改善薄壁零件加工质量。
2. 改变切削方式,减少材料损伤。
薄壁零件的切削方式有室温切削和热切削两种,其中热切削可以减少材料的损伤,产生更少的变形。
采用热切削的方法,可将零件加热到一定温度后,在给定的温度范围内进行切削加工,切削时可以通过改变刀具角度等多种手段,降低热膨胀对薄壁零件造成的影响。
3. 增加附件的支撑,控制变形。
加强薄壁零件的支撑是预防零件变形的常用方法之一。
我们可以在加工过程中采用夹具、圆盘或者膜压等方法对零件进行支撑,以增加刚度和削减变形。
4. 进行热处理,提升材料性能。
进行热处理是解决薄壁零件因材料热膨胀差异而产生变形问题的重要手段。
通过合理的热处理,可以改善材料的结晶状态,提升其材料品质,降低切削过程中的变形问题。
总之,在薄壁零件车削加工中,应根据产品的特性,分析其所处的加工热环境,采取合适的加工工艺,控制好切削参数,增加工件的支撑,进行热处理等措施,以达到生产高品质薄壁零件的目的。
薄壁零件车削加工中热变形分析及对策薄壁零件车削加工是制造业中常见的加工方法之一,其生产效率高、加工精度高等优点得到了广泛应用。
然而,由于薄壁零件本身薄弱、易形变等特点,其在加工过程中容易发生热变形现象,导致加工精度降低、表面质量差等问题。
因此,如何减少薄壁零件车削加工中的热变形,提高加工质量和效率,成为了当前制造业面临的一大挑战。
本文将从热变形的原因、影响因素和解决对策三个方面阐述薄壁零件车削加工中热变形的问题及对策。
一、热变形的原因热变形是由于零件在车削加工过程中受到高温影响,导致零件材料发生热膨胀、塑性变形等物理现象而产生的形变。
薄壁零件在车削加工中容易受到高温影响,因此也容易发生热变形。
其原因主要有以下三点:1.切削热:在车削加工过程中,由于带刃刀具和工件之间的摩擦、挤压等原因,会产生大量的热量。
这些热量被传递到工件上时,容易导致工件表面温度升高,从而形成切削热。
2.热膨胀:在车削加工中,由于切削热的存在,会导致零件表面材料温度升高,随之材料膨胀。
3.塑性变形:热膨胀导致的薄壁零件表面材料变形,进而发生塑性变形,进一步导致零件的热变形。
二、影响因素分析薄壁零件车削加工中热变形的影响因素非常多,主要包括以下几个方面:1.切削速度:切削速度是指刀具在单位时间内进行切削的长度,切削速度过高会导致热变形。
2.进给量:进给量是指车床在单位时间内进给的长度,进给量过大会使热变形加剧。
3.切削深度:切削深度越大,热变形越严重。
4.切削液:切削液可以降低切削温度,降低热变形的发生。
5.刀具形状:选用适合的刀具形状可以减少热变形。
三、解决对策1.选用高效刀具和合适的切削参数:选择适合的刀具形状和切削参数,可以减少切削热,从而减少热变形的发生。
3.加工时应控制进给量和切削深度:过大的切削深度和进给量会加剧热变形的发生。
4.加工时应定期清理刀具和工件,保证刀具的清晰度和工件的表面质量。
5.采用低温车削技术,如冷却液雾化、液氮等,以降低切削温度,从而减缓热变形。
0引言薄壁零件在设备中的应用都是在核心部位,其质量以及性能的会关系到设备的应用效果。
再加上薄壁零件在加工制作的过程中需要对其外壁进行不断的打磨,以使其达到薄壁的要求,但这就导致了资源的浪费,这与我们现代社会提倡的“绿色生产”相违背。
为了相应这一号召,就必须对生产的工艺以及过程进行分析,探究新的技术,实现薄壁零件的最优生产。
1薄壁零件的介绍薄壁零件顾名思义就是零件的壁厚较薄,一般为轮廓尺寸的二十分之一。
最重要的是其有强度高、承载性强等优点,受到了很多行业的追捧。
在航天产品以及汽车制造工业中,其具体的特点有以下几点,一是结构复杂,在很多的大型产品中应用,为了减轻产品整体的重量,会增加很多的复杂设计,因此故意忽略了装夹定位,导致零件结构复杂。
二是壁薄,尤其是对于一些精密产品来说,需要零件的壁更薄,并且不适合集中粗放生产,这就相应的增加了零件的生产时间,进而使得提高了制造成本。
三是精准度高,薄壁零件要适应设备的制造的需求,就必须提高自身的精确度,为此从毛坯加工到成品需要多道工序,而且在加工的过程中极易出现变形的情况,甚至会导致零件报废。
这增加了制造企业的经济负担,延误了买家的使用也对零件生产企业的形象造成了破坏。
四是制作材料多,为了使用不同产品生产的需求,薄壁零件在加工的过程中会应用到多种材料,例如塑料、钛合金等等,不同的原材料对工业的需求也有差别。
2薄壁零件的加工变形原因2.1残余应力因素薄壁零件中的残余应力是有两个方面组成的,一部分是毛坯残余应力,另一部分是加工过程中的残余应力。
例如在钛合金加工的过程中需要加热使得材料软化,导致了残余应力的产生,应力的释放会造成零件的变形,进而影响零件的质量。
2.2工件装夹因素为了应对加工的过程中零件出现的位移现象,技术人员会利用工件装夹对零件进行固定。
但是工件装夹产生的力也会对零件生产的精准度造成一定的影响。
因此,技术人员在设定工件装夹是要将其松紧调整到最优的模式。
薄壁零件车削加工中热变形分析及对策
针对薄壁零件的车削加工,在加工过程中容易出现热变形问题,如何有效地解决这个问题,提高加工质量和效率,是实现高质量、高效率加工的关键。
薄壁零件的车削加工中,由于工件的壁厚薄,热量传递快,容易引起热变形。
当切削力较大时,刀具与工件之间摩擦产生的热量不易迅速散发,导致工件局部的温度升高,从而引发热变形。
针对这一问题,可以从以下几个方面来控制热变形:
1. 合理选择切削条件。
合理选择切削速度、切削深度和进给量等切削条件,可以有效降低切削力和产生热量,减少热变形的发生。
2. 提高冷却液的使用效率。
在加工过程中,应充分利用冷却液的冷却作用,控制工件表面的温度升高,防止热变形。
3. 选用高质量的刀具。
优质的刀具能有效提高切削效率和加工精度,并能减少热变形的发生。
4. 控制刀具磨损。
刀具磨损严重会使切削力增大,产生较多的热量,加重热变形的程度,因此应及时更换刀具。
5. 采用特殊的加工方法。
对于一些较脆弱的薄壁零件,可以采用轻载切削、慢速进给和少量切削的特殊加工方法,使切削热量降到最低,从而减少热变形。
综上所述,针对薄壁零件车削加工中热变形的问题,应从多个方面综合考虑,合理的加工方法和工具、严密的操作规范、优质的冷却系统以及科学合理的加工工艺都是解决问题的有效途径,能够有效地提高薄壁零件车削加工效率和质量。
薄板件切削加工控制变形的工艺措施【摘要】薄板件切削加工是制造业中常见的工艺之一,但在这个过程中会出现不可避免的变形问题。
本文从影响薄板件切削加工变形的因素和常见的变形形式出发,提出了三项工艺措施来控制变形。
首先是选用合适的切削参数来控制变形,其次是优化刀具及刀具路径,再者是采用适当的冷却液。
这些工艺措施有助于减少薄板件切削加工过程中的变形问题,提高加工质量和效率。
本文对研究内容进行总结分析,并展望未来的研究方向,希望能够为相关领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。
通过对薄板件切削加工变形控制工艺措施的实施,可以有效提升产品的质量和生产效率。
【关键词】薄板件切削加工、控制变形、工艺措施、切削参数、刀具、冷却液、影响因素、变形形式、研究背景、研究意义、总结分析、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景薄板件切削加工是制造业中常见的加工工艺,但在加工过程中常会出现变形现象,影响产品的质量和精度。
薄板件切削加工变形是一个复杂的问题,受到多种因素的影响。
为了有效控制薄板件切削加工过程中的变形,需要采取相应的工艺措施。
在薄板件切削加工中,影响变形的因素包括材料性质、切削参数、刀具及刀具路径、冷却液等。
选择合适的切削参数是控制变形的关键。
切削速度、进给速度、切削深度等参数的选择将直接影响切削过程中的温度分布和应力分布,从而影响变形情况。
刀具及刀具路径的选择和优化也是控制变形的重要手段。
合理选择刀具材料、刃形和刀具路径,可以减小加工过程中的变形量。
采用适当的冷却液也能有效降低切削过程中的温度,减小变形的发生。
冷却液的喷射位置、喷射量等参数的设定对控制变形有重要影响。
通过选用合适的切削参数、优化刀具及刀具路径以及采用适当的冷却液,可以有效控制薄板件切削加工过程中的变形问题,提高产品的加工精度和质量。
1.2 研究意义薄板件切削加工是制造业中常见的加工方法,但是在实际生产过程中,薄板件切削加工会产生一定的变形,影响产品的质量和精度。
浅谈薄壁件的加工变形高精度、薄壁腔体类零件在汽车工业的应用越来越广泛,该类零件一般由管材加工而成,材料去除率最达80%以上。
这种结构特点和生产模式决定了其制造技术一直处于不成熟状态,加工制造一直存在合格率低、加工周期长、加工成本高、加工精度不易控制等难点。
高精度、薄壁腔体类零件金属切除量大、工件壁薄、刚性低,加工中需要解决的主要问题是控制和减小变形,在此基础上,希望尽可能提高切削效率、缩短加工周期。
本文从工件装夹、工序安排、切削方式等多方面对薄壁件变形产生的原因及对策进行论述。
一、工装装夹图1为我厂8AT产品的一种,截面尺寸123mm×112mm,厚31.2mm,齿根圆116.3mm,齿根圆到内孔厚度厚度为3.35mm,通孔和盲孔尺寸精度0.03mm。
该零件材料为20Cr,毛坯为管材,每件毛坯加工一件成品,批量为试制小批量。
最初的工艺要求在精车内孔112时,夹紧方式是三爪卡盘的卡爪夹住工件外圆,以工件左端面为定位基准定位在卡爪的台阶面上,精车内孔和车倒角做为一道工序。
加工完后,取下工件测量内孔尺寸,在互成90度的两个方向上测量,尺寸差达0.1mm以上,远超出尺寸公差0.03mm,内孔的圆度和尺寸公差无法保证。
产生尺寸前后不一致的原因是:在精车内孔时,直接以三爪卡盘夹住工件外圆,以外圆面做为受力面,由于三爪卡盘的压紧力要大于切削力,并且工人在装夹工件时,担心工件脱落,均习惯用大力压紧。
由于工件为薄壁型,卡爪未压住的圆弧面在吃刀受力时产生弹性变形,但由于工件受到卡爪压力未变形回来,工件在机床上夹紧状态下,在相互成90度的两个方向上测量均达到图纸要求;而取下工件后,不受夹紧力状态,工件产生变形,再测量时,尺寸就超出图纸要求。
针对上述问题,经过分析和工艺试验,改变工件的装夹压紧方式,并设计制作投入一套工装(如图2)。
该工装设计的思路是通过压板压在工装的右端面上,从而将工件压紧,以工件右端面为受力面,将原来工件径向受力改为轴向受力,加工时工件受力情况比最初装夹的受力大大改善,顺利解决工件定位和压紧问题。
对薄壁类零件加工变形的综合处理方法的探讨.摘要本文通过对包装机的烟库中的某薄壁类零件易变形的根源进行分析,提出了如何加工薄壁类零件防止其变形,达到稳定性好的综合处理方法。
关键词零件变形机理加工工艺要求处理方法1 薄壁类零件易变形的机理在生产实践中,薄壁类零件易变形的表现形式是多种多样的,有体积和尺寸的胀大和收缩变形,也有弯曲、歪扭、椭圆、翘曲等畸形变形。
但就其产生的机理来说,可分为内应力造成的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形两大类。
1.1 内应力塑性变形薄壁类零件热处理过程中加热冷却的不均匀和相变的不等时性等,都会引起内应力的作用,在零件一定塑性条件的配合下,就会产生内应力塑性变形。
按应力产生的根源和表现特征的不同,分为热应力塑性变形和组织应力塑性变形。
在AC1温度下方加热急冷产生变形,可获得纯热应力变形,而单纯的组织应力变形却是不可能的。
组织应力变形与钢的淬透性、零件截面尺寸、钢的Ms点高低、淬火介质及冷却方法有密切的关系。
1.2 比容变形薄壁类零件在热处理过程中,各种相结构的组织比容不同,在相变时发生的体积和尺寸变化为比容变形。
在生产实践的一定条件下,采用相应的热处理工艺方法,可获得比较单纯的比容变形。
其特点是没有明显的方向性,如果零件的组织结构均匀,比容变形表现在各个方向上是相同的,比容变形不会因热处理次数增加而不断改变零件的体积和尺寸。
2 加工工艺的要求2.1 粗加工、精加工分开对加工精度要求较高的薄壁类零件,应把粗加工、半精加工、精加工分开进行。
粗、半精、精加工分开,可避免因粗加工引起的各种变形,包括粗加工时,夹紧力引起的弹性变形、切削热引起的热变形以及粗加工后内应力重新分布引起的变形。
其目的是为了保持零件的精度及稳定性。
另外,粗、精加工分开,机床设备也可得到合理的使用,即粗加工机床可以充分发挥其效率,精加工机床可长期保持机床的精度和维持使用寿命。
2.2 粗、精加工之间增加去应力工序内应力是引起零件变形的主要因素,为了防止零件的变形,除应严格地进行材料的热处理,使工件具有较好的组织外,在粗加工、精加工之间,最好增加一道去应力工序,以最大限度的消除工件内部的应力。
铝合金薄壁零件的加工工艺及变形控制探讨摘要:中国特色社会主义现代化建设所取得的一系列丰富成果,为装备制造业的发展进步提供了有力支持。
铝合金薄壁零件是加工制造业中比较有代表性的零部件之一,它具有整体重量轻、机械强度高、造型美观等一系列优势,在汽车行业、航天航空行业当中发挥着不可替代的重要作用。
但是与此同时,人们也必须要清楚,铝合金薄壁零件的加工难度非常大、很容易发生变形,因此,对铝合金薄壁零件的加工工艺及变形控制进行研究具有一定的现实意义。
关键词:铝合金薄壁零件;加工工艺;变形控制;措施1薄壁铝合金加工变形概述1.1生产加工铝合金薄壁零件的性能和工艺较为特殊,自身有较强的可塑性与粘附性,在生产加工中很难分离切屑,很容易在刀刃上出现“刀瘤”,且实施切削工作的过程中可能会产生晶体颗粒,如出现位移会导致材料发生塑性变形的情况,严重影响到后续的工作。
铝合金薄壁零件的刚性较差,如果在生产加工中所用力度较大,则可能导致零件出现塑性变形,后续难以通过常规手段将其恢复,即便采用特殊手段将其恢复不仅费时费力,而且难以达到后续实际应用的参数要求。
1.2变形控制薄壁铝合金线膨胀系数在0.0000238左右;刚度在0.00001左右,为此加工会受到设备、环境、温度等方面的影响,如切削作业中产生过大的热量而引发变形;机床定位不精确导致偏移而引发变形;生产车间的环境较差也是引发变形的主要因素之一。
机械加工人员加工铝合金薄壁零件通常使用数控机床,一些厚度较薄的零件需要加大关注,对各项标准参数进行控制,为了能够进一步推进后续行业的持续健康发展,需要着重考虑到设备、环境、温度等与金属材料的差异化特点,保证参数精确度符合预期的生产要求,从而有效解决加工伴有的质量问题。
2铝合金薄壁零件的加工工艺随着科技发展,中国的零部件加工技术越来越成熟,对于薄壁零部件的加工能力也在不断提升,铝合金薄壁零件是其中比较有代表性的零部件之一。
铝合金材质决定了该零部件具有比重指数小、比强度指数大的特点,而薄壁结构则导致该零部件的刚性不佳、容易变形,这给铝合金薄壁零件加工带来了一定挑战。