薄壁件
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•摘要:在数控车加工过程中,经常碰到一些薄壁零件的加工。
本文详细分析了薄壁零件加工的特点、防止变形的工艺方法、车刀几何角度及切削参数的选择,结合在教学实践中的实例设计出加工方案。
关键词:薄壁零件工 ...•摘要:在数控车加工过程中,经常碰到一些薄壁零件的加工。
本文详细分析了薄壁零件加工的特点、防止变形的工艺方法、车刀几何角度及切削参数的选择,结合在教学实践中的实例设计出加工方案。
关键词:薄壁零件工艺分析加工方案1 薄壁工件的加工特点车薄壁工件时,由于工件的刚性差,在车削过程中,可跑产生以下现相。
1.1 因工件壁薄,在夹压力的作用下容易产生变形。
从而影响工件的尺寸精度和形状精度。
当采用如图1所示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,而内孔则如图2所示变成弧形三角形。
若用内径千分尺测量时,各个方向直径D相等,但已变形不是内圆柱面了,这种现相称之为等直径变形。
1.2 因工件较薄,切削热会引起工件热变形,从而使工件尺寸难以控制。
对于线膨胀系数较大的金属薄壁工件,如在一次安装中连续完成半精车和精车,由切削热引起工件的热变形,会对其尺寸精度产生极大影响,有时甚至会使工件卡死在夹具上。
1.3 在切削力(特别是径向切削力)的作用下,容易产生振动和变形,影响工件的尺寸精度,形状、位置精度和表面粗糙度。
2 减少和防止薄壁件加工变形的方法2.1 工件分粗,精车阶段粗车时,由于切削余量较大,夹紧力稍大些,变形也相应大些;精车时,夹紧力可稍小些,一方面夹紧变形小,另一方面精车时还可以消除粗车时因切削力过大而产生的变形。
2.2 合理选用刀具的几何参数精车薄壁工件时,刀柄的刚度要求高,车刀的修光刃不易过长(一般取0.2~0.3mm),刃口要锋利。
2.3 增加装夹接触面如图3所示采用开缝套筒或一些特制的软卡爪。
使接触面增大,让夹紧力均布在工件上,从而使工件夹紧时不易产生变形。
航空薄壁件加工技巧由于航空发动机零件具有轻量化的要求,整体薄壁零件具有相对刚性好、比强度高、相对重量较轻等优点,广泛应用在航空工业中。
航空薄壁件由于自身結构的特点,加工中极易发生形状变形、尺寸超差和切削振动等问题,对于加工精度极不易控制,影响加工效率的提高,使加工难度增大。
加工变形已成为制约航空制造业的瓶颈,解决这个难题已成为我国机械制造尤其是航空制造技术中的关键问题。
标签:航空;薄壁;变形机械加工中,我们通常把壁厚小于2mm的零件称作薄壁零件。
结构类的零件比如壳体、平板件,轴类比如盘轴、套筒等零件,其结构特点是壁厚与内径曲率半径(或轮廓尺寸)之比小于1:20。
1 薄壁零件的特性1.1 结构特点航空薄壁件一般由侧壁和腹板构成,结构复杂,体积较大,相对刚度较低。
1.2 工艺特点(1)薄壁件的结构特点导致在加工中极易产生加工变形,要对变形进行控制及矫正。
(2)薄壁件的截面较小,轮廓尺寸较大,零件刚性降低,容易发生振动,甚至不能按常规方法进行机械加工,如真空吸附加工,镜像加工。
(3)薄壁零件的加工尺寸精度要求高,且协调精度(切削力及其波动、振动、切削温度、装配方式)也要求非常高。
2 薄壁件加工变形因素分析加工工艺系统的受力、受热、振动等变形,几何误差,内应力和调整引起的误差是影响零件加工精度的主要因素。
薄壁件因自身结构的特点,导致刚性不足,装夹时要变形,卸载时要有回弹变形,毛坯内应力(控制变形的前提条件是有效地消除工件的残余应力)释放要产生变形,加工过程中也要产生变形,这每个变形都要影响加工精度。
3 薄壁件加工工艺方案3.1 提高薄壁零件的工艺刚度增大壁厚将有利于提高工件刚度。
因此可采用加固的方法,利用填充式加固材料石蜡、胶、低熔点合金、磁流变液等对工件及夹具进行加固装夹。
提高工件的工艺刚度还可以从下面几个方面着手,一是提高工件与工装接触定位面的加工精度和表面光洁度,二是提高接触刚度(增强接触面硬度或采用高弹性模量材料)。
薄壁工件的概念和作用薄壁工件是指壁厚较薄的零件或制品。
在工业生产中,薄壁工件是常见的一种。
因为薄壁工件结构简单,重量轻,制造成本低,所以在很多领域都有广泛的应用,如汽车工业、建筑业、电子业、航空航天等工业领域。
薄壁工件的作用主要有以下几个方面:1. 减轻重量:薄壁工件的壁厚相对减薄,使得制品整体重量减轻。
比如,汽车的车身和发动机盖等就采用了薄壁工件的设计,以便减轻整车重量。
2. 提高强度:薄壁工件的设计可以在一定程度上增强其强度。
用薄壁工件替代厚壁构件,可以在保证强度的情况下减轻重量。
薄壁工件材料的选择和加工工艺的控制也可以增强其强度和刚度,以满足使用的要求。
3. 降低成本:薄壁工件的制造成本相对较低。
因为薄壁工件的制造涉及到的加工工艺比较简单,也需要的材料量比较少,所以可以在生产过程中降低成本。
4. 提升精度:薄壁工件的制造工艺和材料的选择能够保证其制品的尺寸和形状精度,漏水、漏气和漏电的情况得到了有效的控制。
5. 优化设计:薄壁工件的设计可以使得产品的结构更为紧凑、简单,具有更高的效率,具有降低噪音和振动的能力,同时也具有良好的节能减排性能。
尽管薄壁工件在很多领域都有广泛的应用,但是在其制造和使用过程中也面临着许多问题和挑战。
首先,薄壁工件的制造技术要求较高,生产过程中必须保证材料的质量和工艺的精细度。
其次,在使用过程中薄壁工件的结构易受环境因素的影响,容易出现变形和破损等问题。
因此,制造和使用薄壁工件需要注意加强工艺控制,提高产品的质量和使用寿命。
总之,薄壁工件是一种重要且常见的构件,具有重要的作用和意义。
通过提高薄壁工件的制造和使用技能,我们可以更好地应对生产和生活的需求,推动相关领域的科技进步和发展。
薄壁零件的车削方式1.用一次装夹车薄壁零件:车削短小薄壁工件时,为了保证内外圆轴线的同轴度,可用一次装夹车削。
例:薄壁衬套,材料为锡青铜,工件壁厚仅2mm,同轴度公差为0.025mm,精度要求较高。
车削方式见以下图:夹持棒料,车出长度45mm,粗车内外圆均留0.5mm余量,钻,粗车内孔时,要求长度比图样长2mm即可.以增加工件的刚性,加注切削液,使工件充分冷却后,精车内外圆至尺寸.(油槽在半精车后拉出)切断工件,最后装夹在心轴上,车削另一端面和倒角.2.用扇形卡爪及心轴装夹薄壁工件:例:薄壁套筒如图,车削方式:粗车留精车余量1~1.5mm,精车时,装夹在扇形软卡中,精车内孔及φ72H7,外圆φ及端面A符合图样要求,然后之内孔和大端面为基准,夹在弹性胀力心轴上,即可精车外圆.3.在花盘上车削薄壁工件:直径较大,尺寸精度和形位精度都较高的圆盘薄壁工件.可装夹在花盘上加工.车削方式:先装夹在三爪卡盘上粗车内孔及外圆,各留1~1.5mm余量,长度尺寸车至92++,并精磨两头面至长度92.然后装夹在花盘上精车内孔及外圆,精车内孔的装夹方式见图.先在花盘端面上车出一凸台,凸台的直径和工件之间留~1mm的间隙,(不用作定心).用螺栓,压板压紧工件端面,压紧力要均匀.找正后,即可车削φ132H7, φ262H7内孔及内端平面.精车外圆时的方式见以下图:将三点接触压板(压板上有三条槽以让开压板)适当压紧,松开并取下压板及螺钉,即可车削外圆,使之符合图样要求.上面的压紧方式,因为压紧力在轴向,因此不容易引发变形.4.在专用夹具上车削薄壁零件:如图,工件装上夹具后,当拧紧螺钉2时,压紧圈1便沿着斜面将工件压紧,即可车削工件的内孔,外圆及端面.5.增加辅助支承车削薄壁零件:车削内孔精度要求高的薄壁零件时,可采纳辅助支承来增加工件的刚性.6.增加工艺肋车削薄壁工件.在工件的装夹部位特制几根工艺支撑肋,使夹紧力作用在肋上,可减少变形.二.减少工件变形的方式:1.工件分粗精车,排除粗车时切削力过大而产生的变形,粗车后,使工件取得自然冷却,排除在精车时可能产生的热变形。
薄壁件的三种加工方法
薄壁件是指壁厚相对较薄的零件,通常用于汽车、电子、航空航天等工业领域。
由于其特殊的结构和加工要求,薄壁件的加工方法也有一些特殊之处。
本文将介绍三种常见的薄壁件加工方法。
一、拉伸法
拉伸法是一种常用的薄壁件加工方法,通过拉伸薄壁板材来改变其形状和尺寸。
该方法适用于形状简单、壁厚均匀的薄壁件加工。
首先,将薄壁板材固定在拉伸机上,然后施加拉力使其产生塑性变形,最终得到所需形状的薄壁件。
这种方法可以快速高效地加工薄壁件,但对板材的材质和加工工艺要求较高。
二、冲压法
冲压法是一种常见的薄壁件加工方法,适用于形状复杂、壁厚较薄的薄壁件加工。
冲压法利用冲压设备将金属板材加工成所需形状的薄壁件。
首先,将金属板材放置在冲压机上,然后通过冲压模具对板材进行冲击,使其产生塑性变形,最终得到所需形状的薄壁件。
冲压法具有加工速度快、精度高的优点,但对冲压设备和模具的要求较高。
三、焊接法
焊接法是一种常用的薄壁件加工方法,适用于薄壁件的连接和修补。
焊接法通过熔化和连接金属材料,将多个薄壁件组合成一个整体。
焊接法可以用于不同材质、不同厚度的薄壁件的连接,具有连接牢固、结构简单的优点。
常见的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
焊接法的缺点是加工过程中会产生热变形和应力集中等问题,需要通过控制焊接参数和采取适当的焊接工艺来解决。
薄壁件的加工方法包括拉伸法、冲压法和焊接法。
不同的加工方法适用于不同形状、不同壁厚的薄壁件加工。
在实际应用中,需要根据具体的要求和条件选择合适的加工方法,以确保薄壁件的质量和性能。
薄壁类零件的车削工艺分析段立波一.引言薄壁类零件指的是零件壁厚与它的径向、轴向尺寸相比较, 相差悬殊, 一般为几十倍甚至上百倍的金属材料的零件,具有节省材料、结构简单等特点。
薄壁类零件已广泛地应用于各类石油机械部件。
但是薄壁类零件的车削加工是比较棘手的,具体的原因是因为薄壁类零件自身刚性差、强度弱,在车削加工中极容易变形,很难保证零件的加工质量。
如何提高薄壁类零件的加工精度是机械加工行业关心的话题。
二.薄壁类零件车削过程中常出现的问题、原因及解决办法我们在车削加工过程中,经常会碰到一些薄壁零件的加工。
如轴套薄壁件(图1),环类薄壁件(图2),盘类薄壁件(图3)。
本文详细分析了薄壁类零件的加工特点、防止变形的装夹方法、车刀材料、切削参数的选择及车刀几何角度。
进行了大量的实验,为以后更好地加工薄壁类零件,保证加工质量,提供了理论依据。
图1轴套薄壁件图2环类薄壁件图3盘类薄壁件1.薄壁类零件的加工特点1.1因零件壁薄,在使用通用夹具装夹时,在夹压力的作用下极易产生变形,而夹紧力不够零件又容易松动,从而影响零件的尺寸精度和形状精度。
如图4所示,当采用三爪卡盘夹紧零件时,在夹紧力的作用下,零件会微微变成三角形,车削后得到的是一个圆柱体。
但松开卡爪,取下零件后,由于零件弹性,又恢复成弧形三角形。
这时若用千分尺测量时,各个方向直径相同,但零件已变形不是圆柱体了,这种变形现象我们称之为等直径变形。
图4三爪卡盘装夹1.2因零件较薄,加工时的切削发热会引起零件变形,从而使零件尺寸难以控制。
对于膨胀系数较大的金属薄壁零件,如在一次安装中连续完成半精车和精车,由切削热引起零件的热变形,会对其尺寸精度产生极大影响,有时甚至会使零件卡死在芯轴类的夹具上。
1.3薄壁类零件加工内孔中,一般采用单刃镗刀加工,此时,当零件较长时,如果刀具参数及切削用量处理不当,将造成排屑困难,影响加工质量,损伤刀具。
1.4由于切削力和夹紧力的影响,零件会产生变形或振动,尺寸精度和表面粗糙度不易控制。