薄壁环形件的数控加工方法
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典型薄壁零件数控铣削加工工艺随着制造业的发展,数控加工技术逐渐成为最常用的加工方法之一。
而在数控加工领域中,数控铣削技术是常见的加工方法之一。
本文将介绍典型薄壁零件数控铣削加工工艺,包括工艺准备、加工流程、刀具选择和切削参数等方面的内容。
一、工艺准备1.1 材料选择因为薄壁零件通常是轻型结构件,所以材料一般选择铝合金、镁合金、不锈钢等轻质、高强度的材料。
1.2 工件夹紧在加工薄壁零件时,一定要保证工件夹紧牢固。
否则,易造成加工过程中工件的振动或位移,导致加工精度降低。
1.3 加工精度要求由于薄壁零件的厚度较小,所以在加工过程中要保证加工精度高,以防加工出错或造成损失。
二、加工流程2.1 预处理将所选材料进行预处理,包括去表面氧化层、去毛刺等。
2.2 下刀编制好数控加工程序后,进行下刀和切割。
2.3 清洗清洗零件,以便检查和测试。
2.4 检测检测零件的精度、结构、特性等。
如果不合格,要重新加工。
进行表面处理,包括抛光、喷漆、防锈等。
三、刀具选择在加工薄壁零件时,需要选用比较特殊的刀具。
常用的刀具主要包括切割刀具、削铣刀具、倒角刀具、钻头等。
3.1 切割刀具为了保证零件表面的质量和精度,需要选用切割刀具。
切割刀具的作用是将零件中的材料割离,形成所需的几何形状。
在进行倒角时,需要选用倒角刀具。
倒角刀具能够将薄壁零件边缘处的角进行倒角处理,使其具有更好的平滑度和美观度。
3.4 钻头在加工薄壁零件时,常常需要进行孔加工。
钻头是一种常用的刀具,在加工孔时经常被使用。
四、切削参数在加工薄壁零件时,需要注意切削参数的选择。
切削参数对加工质量起着重要的影响。
4.1 切削速度切削速度是指刀具在切割过程中移动的速度。
切削速度过快,容易导致刀具磨损、表面质量差等问题。
切削速度过慢,加工效率低下。
切削深度是指刀具在一次切削过程中切入材料的深度。
切削深度过大,会导致切屑对切削影响的加重,影响加工质量和效率。
总之,在加工薄壁零件时需要注意工艺准备、加工流程、刀具选择和切削参数等方面的内容。
高精度圆环薄壁型金属零件加工方法介绍机械制造行业中,经常遇到圆环薄壁型金属零件,此类零件壁厚很薄(2~8mm)、尺寸精度和表面质量要求高、外径尺寸较大(300~800mm)、结构复杂、刚性差,装夹起来非常不便,极易弄伤零件表面,因此,制造难度很大,一次制造合格率很低,即使采用先进的数控车床等设备,在使用数控车床加工时容易引起产品总成变形从而影响精度。
为此,对国内外现有的加工方法进行举例分析,并提出一种简便易行、成本低廉的加工方法。
1 国内外现有的加工方法与不足1.1 国内的加工方法与不足如加工一种圆环薄壁型零件,其外圆公差0.06mm,同轴度要求0.1mm,零件最薄处壁厚仅2.25mm,外圆尺寸达500mm,外圆表面上还有多处斜槽,国内常见的加工方法是:数控车床三爪卡盘装夹并进行校正,然后分别精车外圆和内孔;但精车外圆和内孔时,工件因材料内应力变化而容易产生变形,产品的最终尺寸出现不同程度的变化而导致超差,却又无法返修,超差较多的只能直接报废。
另外,加工外圆和内孔后,还需要使用加工中心来加工斜槽和侧孔,此时,产品外形已经精加工到位,外圆面不能过度受力,不能使用软爪校正,任何的夹紧力对于薄壁件来说都有可能使其变形。
因此,现有的加工方法既对于加工者的操作经验要求很高,同时,加工成品率又较低,导致要么产品产量上不去,要么因关键零件无法加工而不能制造整机部件或成套设备。
1.2 国外的加工方法与不足国外目前的做法有的是通过提高原材料质量,包括锻造、热处理等性能参数,从而改善材料稳定性,降低加工变形性;或通过增加零件的加工工序,即先保证外圆和内孔的尺寸精度基本到位后,然后加工其他槽、孔等局部结构,最后通过修正表面质量使尺寸和表面质量符合要求。
但上述做法都会明显增加零件的制造成本和制造周期,直接导致零件或所应用的整机价格上升,产品的性价比下降。
2 一种新型加工方法作者所在团队经过长期的经验积累和技术攻关,在不增加其他专用加工设备的前提下,充分利用数控车床、加工中心等自动化加工装置,应用专门设计的三个工装,即可以精确加工圆环薄壁型关键金属零件。
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是指在数控铣床上对薄壁零件进行加工的一种工艺。
薄壁零件是指壁厚相对较薄的零件,通常壁厚在0.5mm至4mm之间。
薄壁零件的加工对加工工艺要求较高,因为薄壁零件的刚性较差,容易产生形变和变形。
在加工过程中需要考虑如何处理薄壁零件的刚性问题,以保证加工质量。
首先需要注意的是薄壁零件的夹紧方式。
由于薄壁零件的刚性较差,夹紧时容易导致零件变形或变形,因此需要选用合适的夹具来夹紧薄壁零件。
一般情况下,可以使用弹簧夹具或软质夹具来夹紧薄壁零件,以减少对零件的变形。
其次需要注意的是刀具的选择。
由于薄壁零件的刚性较差,加工时很容易产生振动和共振现象,因此需要选择合适的刀具来加工。
一般情况下,可以选择刚度较高的刀具,以减少振动和共振的产生。
加工过程中需要注意控制进给速度和切削速度。
由于薄壁零件的刚性较差,加工时进给速度和切削速度过高会导致零件变形或变形,因此需要适当降低进给速度和切削速度,以保证加工质量。
还需要注意切削冷却液的选择和使用。
切削冷却液可以有效降低切削温度,减少切削力和切削热,从而减少对零件的影响。
在加工薄壁零件时,可以选择适当的切削冷却液,使其能够有效地冷却切削工具和工件。
需要注意加工工艺的优化。
在加工薄壁零件时,可以通过优化加工工艺参数,如刀具切削用量、刀具切削轨迹、加工顺序等,以提高加工效率和加工质量。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺需要注意薄壁零件的夹紧方式、刀具的选择、进给速度和切削速度的控制、切削冷却液的选择和使用以及加工工艺的优化,以确保加工质量。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺【摘要】本文针对典型薄壁零件的数控铣削加工工艺进行了全面分析和总结。
首先介绍了薄壁零件的特点及加工要求,包括对形状精度、表面质量和结构稳定性等方面的要求。
然后详细阐述了数控铣削加工工艺流程,包括铣削顺序、切削参数和进给速度等内容。
接着就刀具选择与加工参数进行了探讨,指导读者在实际加工过程中如何选择合适的工具和设定参数。
随后分析了薄壁零件加工中常见的问题,并提出了解决方案。
对优化薄壁零件数控铣削加工工艺进行了探讨,包括加工效率和质量的提升策略。
结论部分总结了本文的研究成果,并展望了未来发展趋势。
通过本文的阐述,读者可以深入了解薄壁零件加工过程中的关键技术,为相关领域的工程师和研究人员提供了有益参考。
【关键词】薄壁零件、数控铣削、加工工艺、刀具选择、加工参数、常见问题、优化、总结、未来发展趋势、展望。
1. 引言1.1 典型薄壁零件数控铣削加工工艺薄壁零件数控铣削加工工艺是一种用于加工形状复杂、壁薄的零件的精密加工技术。
随着现代制造业的发展,对零件精度和质量的要求越来越高,薄壁零件的加工难度也相应增加。
在传统加工方法下,薄壁零件容易受到变形、扭曲等问题影响,而数控铣削技术的出现为解决这些难题提供了有效途径。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺包括薄壁零件特点及加工要求、数控铣削加工工艺流程、刀具选择与加工参数、薄壁零件加工中的常见问题以及优化薄壁零件数控铣削加工工艺。
通过合理选择刀具和加工参数,结合先进的数控技术,可以有效提高薄壁零件的加工精度和质量,同时减少加工过程中产生的浪费和损耗。
本文将重点探讨典型薄壁零件数控铣削加工工艺的特点、加工流程、技术要点以及发展趋势,以期为相关领域的从业者提供参考和借鉴。
通过不断优化工艺,提高加工效率和质量,为推动薄壁零件加工技术的发展作出积极贡献。
2. 正文2.1 薄壁零件特点及加工要求薄壁零件是指在其最小截面的厚度很薄的零件,通常用于航空、汽车、电子等领域。
关键词:数控车削,工艺路线,切削参数。
0引言薄壁类零件因具有重量轻等特点广泛应用在精密零件中,但由于圆环类薄壁类不锈钢零件刚性差,在加工中极易变形,造成尺寸公差、形位公差超差,不易保证零件的加工质量,圆环类薄壁类零件的加工是车削中比较棘手的问题。
本文中某环类薄壁件采用2Cr15Mn15Ni2N抗磁不锈钢材料,切削性较差,加工难度大。
为了有效克服薄壁类零件在加工过程中的变形,保证加工精度,提高薄壁类零件合格率,本文阐述分析、试验过程,对该零件的加工工艺路线、装夹方式、刀具选用、切削参数确认、程序编制等进行了研究总结,为这类零件的加工提供借鉴,具有实际的生产意义。
1零件的结构特点某环类零件是用于某型产品舱体连接处的重要零件之一,设计要求高,加工难度大。
材料为抗磁不锈钢,尺寸多、精度高,特别是形位公差要求极多,易变形,零件结构具有直径大、薄壁长等特点,加工难度大,加工质量难于控制等特点,导致加工成本高、加工效率低,是生产上的一个瓶颈。
该零件壁厚只有0.7mm,且内孔上有非标准的M80×0.75mm螺纹。
该零件为典型薄壁结构零件,去除余量较大,如果用常规工艺夹持方式恐怕很难防止变形,给零件加工带来困难。
主要技术要求:某圆环零件尺寸精度均有较高要求,一般各孔的同轴度要求0.02mm,圆度要求0.02mm,孔径与端面垂直度要求0.02mm,孔径尺寸公差0.12~0.2mm。
2加工难点及分析2.1加工难点薄壁零件机械加工变形是多年来困扰机械加工行业的难题。
在生产实践中,薄壁零件的变形是多种多样的,既有体积和尺寸的胀大和收缩变形,也有弯曲,扭曲等畸形变形,原因有零件的形状结构、材料内应力、夹紧力、切削力和切削热等。
车削加工不锈钢时因其塑性变形大,刀具摩擦严重,切削热产生多,加工质量难于控制,导致加工效率低下。
况且零件属于薄壁零件,变形的控制非常困难。
具体问题如下:(1)零件采用2Cr15Mn15Ni2N抗磁不锈钢为原材料,切削过程材料弹性变形较大,刀具磨损快、产品精度及表面质量难以保证。
数控车床薄壁件加工技巧和方法一、概述薄壁件是指壁厚小于2mm的机械零件,具有重量轻、节省材料、结构紧凑等特点。
数控车床是现代加工制造业中应用广泛的设备,对于薄壁件的加工具有独特优势。
本文将重点介绍数控车床在薄壁件加工中的技巧和方法,以提高加工效率和产品质量。
二、材料选择与装夹方式1.材料选择:薄壁件常用的材料有铝合金、钛合金、不锈钢等,这些材料具有较好的塑性和切削性能。
在选择材料时,应充分考虑其物理性能和加工工艺性。
2.装夹方式:针对薄壁件易变形的特点,应采用合适的装夹方式,如真空吸附、专用夹具等,以保证工件在加工过程中保持稳定。
三、刀具选择与切削参数优化1.刀具选择:针对薄壁件的加工特点,应选用锋利、耐磨的刀具,如硬质合金刀具、涂层刀具等。
同时,刀具的几何参数对切削力、切削热等方面都有影响,应根据工件材料和加工要求进行合理选择。
2.切削参数优化:切削参数的合理选择对于薄壁件的加工至关重要。
应综合考虑切削深度、进给速度、切削速度等参数,以减小切削力、切削热对工件的影响,防止工件变形。
四、加工技巧1.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。
2.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。
3.工艺优化:在编制加工程序时,应充分考虑工件的形状、材料特性等因素,合理安排粗加工、半精加工和精加工的顺序,以提高加工效率和产品质量。
4.热处理:在加工过程中,可对工件进行适当的热处理,以提高其硬度和耐磨性。
同时,合理安排热处理工艺参数,防止工件变形或开裂。
5.检测与修正:在加工过程中,应定期检测工件的尺寸和形位公差,如有偏差应及时修正。
同时,对加工过程中出现的问题进行分析和总结,不断优化加工方法和工艺参数。
五、结论通过以上分析可知,数控车床在薄壁件加工中具有独特优势。
在实际生产中,应根据具体情况选择合适的材料、装夹方式、刀具和切削参数。
薄壁环形件的数控加工方法摘要:本文选取薄壁环形件中的代表零件,对零件材料,结构,切削性能,加工难点逐步分析,阐述工艺流程,对加工方法进行改进,选取合适刀具,确定装夹方式和程序原点,合理的切削参数,对数控程序进行改进完善,使零件加工的一次交检合格率提高。
关键词:薄壁环形件、变形、工艺流程、数控程序Abstract: in this paper, thin circular pieces of representative in parts of parts material, structure, cutting performance, processing difficulties gradually analysis, this paper expounds the process flow, to process method was improved, and choose the suitable tools, determine the clamping ways and procedures origin, reasonable cutting parameters on the nc program to improve perfect, make parts processing a qualified rate increase especially.Keywords: thin circular pieces, deformation, technological process, CNC program1工艺分析1.1零件的材料薄壁环形件材料大都是镍基合金,用的最多的如AMS5666、AMS5668等。
AMS5666为退火状态的抗蚀耐热镍基合金,其化学成分为62%镍、21.5%铬、9.0%钼、3.65%铌加钽。
AMS5668为经2100°F(1149°C)固溶和时效处理的耐蚀耐热镍基合金,其化学成分为:72%镍、15.5%、7.0%铁、2.5%钛、1%铌加钽、0.7铝,其中所含的铁、钴、铬、钼、铌、钽是强化镍基合金的元素,其含量越高,则越难切削。
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。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺一、加工工艺概述在现代机械加工中,数控铣削技术已经成为广泛采用的一种加工方式。
它具有高效率、高精度、高稳定性等诸多优点,能够满足各种复杂形状的零部件加工需求。
而在制造业中,薄壁零件的加工一直以来都是一个难点,因为它们具有较大的面积,容易发生振动和变形,导致加工质量不佳。
因此,采用数控铣削加工工艺来生产薄壁零件,显得尤为重要。
1. 材料准备首先需要选定适合薄壁零件加工的材料,一般采用铝合金、镁合金、钛合金等轻合金材料。
然后进行材料的切割、碾磨等预处理工作,以优化后续加工的效果。
2. CAD制图在进行数控铣削加工前,需要对零件进行三维模型设计,以制定详尽的加工工艺方案。
在CAD制图过程中,需要考虑加工精度、表面质量、加工时间等多个因素,确定好各种加工参数,包括加工路径、刀柄发生器等。
3. CAM编程在CAD制图完成后,需要进行CAM编程,将机器指令和实际加工过程相一致。
在CAM编程中,需要考虑加工路径,以及刀柄进给速度、切削进给速度等参数,调整加工节奏和刀具尺寸等。
4. 加工调试CAM编程完成后,需要先进行一次加工调试。
调试过程中,需要不断调整加工参数,以充分发挥数控铣削加工的优势,并保证加工精度和表面光洁度达到标准要求。
5. 实际加工过程综合考虑加工条件、切削速度、进给速率等因素,进行实际的数控铣削加工。
在加工过程中,需要密切关注加工状态,调整加工参数,以保证产品精度和表面质量。
三、关键问题控制1.加工稳定性的控制薄壁零件加工面积较大,容易发生振动和变形,因此需要掌握加工稳定性的控制方法。
首先要选择合适的工件夹持方式,确保工件在加工过程中不产生任何变形。
同时,合理设计加工刀具尺寸和结构,采用具有高刚性的刀具,以提高加工精度和稳定性。
2.表面光洁度的控制薄壁零件加工表面质量要求较高,表面光洁度是一个很关键的指标。
因此,在加工过程中需要选用具有高刚度、高切削能力的刀具,并适当降低装夹紧密度,避免过度压缩,从而保证零件表面光滑克服表面氧化和氧化皮的形成。
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是指对薄壁零件进行数控铣削加工的工艺过程。
薄壁零件通常指的是壁厚相对较薄的工件,例如金属薄壁结构件、塑料薄壁结构件等。
这些薄壁零件由于其结构特点,加工难度较大,容易变形和变形,因此需要采用特殊的工艺方法和工艺参数来加工。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺的基本流程如下:
1.确定工艺参数:包括选择合适的刀具、刀具材料和刀具长度等。
刀具选择应根据零件的材料、结构和要求来决定,例如对于硬度较高的材料可以选择硬质合金刀具,对于壁厚很薄的材料应选择较短的刀具。
2.夹紧工件:薄壁零件加工时,夹紧要尽量均匀,采用合适的夹具和夹具位置来夹持工件,避免产生变形和振动。
3.选择合适的切削参数:根据零件的材料和结构特点,选择合适的切削速度、切削进给量和切削深度等参数。
通常情况下,应采用较大的切削进给量和较小的切削深度,以减少工件变形和加工时间。
4.刀具路径设计:根据零件的形状和加工要求,设计合适的刀具路径,确定切削的路径和方向。
在刀具路径设计时应尽量减小切削力和热量对工件的影响,减少工件的变形和破损。
5.加工工艺优化:在加工过程中,根据零件的加工情况和实际需求,及时进行工艺优化。
例如对于加工过程中出现的振动和变形现象,可适当调整刀具路径、刀具进给方式和刀具速度等参数,以获得更好的加工质量和效果。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺是一项比较复杂的加工过程,对操作人员的技术要求较高。
在实际加工过程中,应根据具体情况灵活运用各种工艺参数和方法,以获得最佳的加工效果和加工质量。
薄壁环形件的数控加工方法摘要:本文选取薄壁环形件中的代表零件,对零件材料,结构,切削性能,加工难点逐步分析,阐述工艺流程,对加工方法进行改进,选取合适刀具,确定装夹方式和程序原点,合理的切削参数,对数控程序进行改进完善,使零件加工的一次交检合格率提高。
关键词:薄壁环形件、变形、工艺流程、数控程序Abstract: in this paper, thin circular pieces of representative in parts of parts material, structure, cutting performance, processing difficulties gradually analysis, this paper expounds the process flow, to process method was improved, and choose the suitable tools, determine the clamping ways and procedures origin, reasonable cutting parameters on the nc program to improve perfect, make parts processing a qualified rate increase especially.Keywords: thin circular pieces, deformation, technological process, CNC program1工艺分析1.1零件的材料薄壁环形件材料大都是镍基合金,用的最多的如AMS5666、AMS5668等。
AMS5666为退火状态的抗蚀耐热镍基合金,其化学成分为62%镍、21.5%铬、9.0%钼、3.65%铌加钽。
AMS5668为经2100°F(1149°C)固溶和时效处理的耐蚀耐热镍基合金,其化学成分为:72%镍、15.5%、7.0%铁、2.5%钛、1%铌加钽、0.7铝,其中所含的铁、钴、铬、钼、铌、钽是强化镍基合金的元素,其含量越高,则越难切削。
镍基合金不仅在常温下有高的机械性能和高的塑性,而且在700°C 高温时仍保持其机械性能,具有很高的热强性和热稳定性及热疲劳性,其导热系数低,切削性能差,给机械加工增加了困难。
1.2零件的结构薄壁环形件的结构特点:1.零件壁薄:大部分零件壁厚在1.5mm以内。
2.型面交点尺寸多。
3.直径大,轴向尺寸小,即径长比大。
该零件最大外径为φ437.769±0.254mm,轴向尺寸总长为74.727±0.127mm,径长比大,壁厚最薄处仅为0.889±0.127 mm,内孔型面较为复杂,在小端面有一个V型槽,内孔轮廓度为0.254。
1.3零件在加工过程中切削性能零件在加工过程中切削性能主要表现在:⑴加工中变形⑵加工容易硬化⑶切削力大⑷切削区温度高⑸刀具容易磨损⑹表面精度不易保证1.4零件加工难点镍基合金的切削加工性很差,和45钢的切削加工性为100%相比,镍基合金的相对切削加工性只有5~10%,加工难点主要有以下几个方面:(1)材料难加工。
(2)壁薄易变形。
(3)V型槽尺寸及内孔轮廓度难保证。
V型槽的车削去除的余量多,两边厚度最薄处分别为0.76mm,0.89mm。
V型槽尺寸、交点尺寸、轮廓度、角度、槽尖锐边倒角难保证,车削过程中易变形,由于受挤压使槽边倒向一边,很难合格。
1.5零件的工艺路线简介合理安排工艺路线。
针对薄壁件的结构特点及切削特点,加工过程大致分为粗加工,细加工和精加工三个阶段。
在粗加工阶段将零件的大部分余量去除,因去除的余量大,切削量大,切削区温度高,零件内产生了大量的内应力,需要进行调质处理或去除应力或固溶处理。
在半精加工阶段对零件修正基准主要目的是为精加工作准备,因经过粗加工阶段和热处理后,零件变形较大,即椭圆度和平面度都很大,通过半精加工这个阶段,减少椭圆度,提高平面度,并将精加工的基准面加工出来。
在精加工阶段通过型面加工方法,将零件最后加工成形。
该件加工路线:领料→标印→车工(粗车端面和外圆) →标印→数车(粗车端面和内孔型面) →标印→数车(粗车V型槽,端面和外圆型面) →热处理(消除应力) →磨工(磨大端面)→车工(车定位支靠面)→磨工(磨小端面)→数车(精车大端型面)→标印→数车(精车小端型面和V型槽)→标印(最终标印)→磨工→数铣→磨工→钳工(去除所有毛刺)→检验(所有尺寸)→荧光→检验(外观)→清洗→包装2.加工设备和刀具的选择2.1 加工设备的选择数控机床具有刚度强、加工范围广、刀位多,冷却充分,精度高、操作方便,加工过程可编程控制、操作灵活等特点,是薄壁环形件加工的理想设备。
2.2 刀具的选择根据镍基合金的工艺特点,采用高速钢刀具的话,刀具的耐用度和加工效率很低,一般应选用红硬性抗弯强度高、耐磨、抗粘结、抗扩散和抗氧化磨损性好的刀具材料。
目前可供选择的有硬质合金和陶瓷两大类,但陶瓷刀片目前还不太成熟,生产上没什么应用,主要是用带涂层的硬质合金机夹刀,机夹刀具有精度高、互换性好,效率高,成本低,刚性好等特点。
适当的刀具几何参数是确保零件质量的重要环节,刀尖圆弧太大,切削力大,容易振刀而引起变形;刀尖圆弧太小刀尖磨损快、切削状态不稳定加工表面差,一般在满足零件形状要求的情况下选择大角度刀片。
由于切削高温合金过程中产生大量切削热,容易引起刀具磨损和零件变形,需要在加工区充分冷却选用冷却液马斯达E9010。
3零件的加工和程序的编制3.1 零件的装夹合理安排装夹方式。
一般来说热处理以前使用四爪卡盘装夹即可,因这阶段零件适量的变形对最终尺寸不会造成大的影响。
热处理以后半精加工阶段装为车工,可先采用软爪装夹,得到较好的平面度,一般可保证在0.1mm以内,然后再采用车工夹具,注意,由于热处理后的零件有较大的椭圆度,这时夹具的定位尺寸不宜太紧,应根据具体情况,让夹具与零件保持较大间隙,加工前必须找正,车削时,每道工序还要分工步,即每道工序中分粗加工和精加工工步,在粗加工完成后,为了控制零件的椭圆度,应松开压板,转动一下零件,再压紧精加工,这样做的机理是:由于粗加工时,切削用量大、发热大、内应力大、变形大、松开压板后让零件再充分变形,再进行精加工步,几乎接近自由状态,椭圆度就减小了。
对薄壁零件来说,支靠端面的平面度对后续加工有较大影响,因此在对零件进行精加工前,要根据具体情况获得较好甚至很好的平面度,因为零件的支靠面本身平面度不好,装夹时发生弹性变形,在约束状态下磨好后,在自由状态零件本身又变回去,这样,引起被加工表面平面度发生改变,平面度变大,在实际生产中,我们摸索出一种方法:用三点法支靠端面,即在夹具支靠面上,选择沿园周均布的三点来支靠零件,压紧点就在支靠的三点上,装夹时轻压,这样就避开了零件支靠面平面度的影响,获得较好的平面度。
本零件采用专用数车夹具装夹,按基准B定位,基准A支靠,压板压紧,加工前找正外圆B对称四点不大于0.03。
这种装夹方式从工艺上保证零件加工后的形位公差满足图纸要求。
3.2 编程零点的选择编程零点的设置:1)尽量选择在工艺的定位基准上;2)设计基准与工艺基准不重合时,编程零点设置要看尺寸精度来确定,如图1-1所示。
图1-1170工序装夹图和零点设置3.3 程序编制3.3.1 端面的粗、精加工针对端面形状结构,选择一组80°外圆车刀R0.8和R0.4共两把,准备两组刀具的原因是将粗、精加工刀具分开,可以减缓精加工刀具磨损,保证加工零件的一致性。
T0101为粗加工,S=25r/min,ap=0.3mm,F=0.1mm/r;T0202为精加工,S=20 r/min,ap=0.2 mm,F=0.1 5mm/r。
3.3.2 V型槽的粗、精加工V型槽有一单边在形位公差位置度0.254范围内,加工难点是位置度、交点尺寸、角度、锐边倒角以及由于壁薄引起的变形。
针对V型槽结构,选用35°内孔刀加工此槽。
V型槽的粗加工,选用刀尖圆弧R0.8,先车削出槽的大致型面,槽底部位加工时,从下往上切入,每次切深0.4mm,然后退刀,以便排屑和冷却刀具,留0.2mm的精加工余量。
切削参数:S=30r/min,ap=0.4mm。
V型槽的精加工,选用刀尖圆弧R0.8,沿型面走刀,要特别注意接刀部位,圆弧走两遍,在R上退刀。
切削参数为S=25r/min,F=0.15mm/r。
3.3.3外圆型面的粗、精加工外圆型面的粗加工,先用T10号刀刀尖圆弧R0.8,车削远离端面的部分。
由于型面有凹下去的部分,车削时需要用到反偏刀,T08号刀,刀尖圆弧R0.4。
先粗加工出型面,留0.2mm的精加工余量。
切削参数为S=30r/min,F=0.1mm/r。
外圆型面的精加工,选用刀尖圆弧R0.4,沿型面走刀。
切削参数为S=25r/min,F=0.15mm/r。
3.3.4内孔型面的粗、精加工内孔型面的粗加工,先用T05号刀刀尖圆弧R0.8,沿型面走一刀,然后车削两处拐角部位,最后再沿型面走一刀,留0.2mm的精加工余量。
切削参数为S=30r/min,F=0.1mm/r。
内孔型面的精加工,选用T07号刀刀尖圆弧R0.4,沿型面走刀,切削参数为S=25r/min,F=0.15mm/r。
3.4数控程序的完善开始的程序加工出来的零件轮廓度每批都有几件超差,甚至成批超差,数值0.01-0.06。
考虑到零件尖边存在弹性变形,增加程序段,专加工此部位,修正其变形,所有程序走完后在机床上打表检测若不合格再空走程序。
程序完善后,零件月加工量为300余件,合格率为95%以上。
4结束语本文对薄壁环形件某代表零件数控车削作了简单分析、归纳、总结。
对高温合金薄壁环形件零件的加工,分析其材料,结构,切削性能,针对零件结构和加工难点,合理安排工艺路线,根据被加工位置的特点,选择恰当的装夹方式和编程零点,合理选择刀具和走刀路径,避免因刀具与零件的接触面大,使挤压切削力过大而引起零件变形,改善冷却条件,正确选择参数,优化切削用量,经过验证与完善,得到薄壁环形件代表零件的加工方法,以期得到推广。
参考文献【1】杨叔子机械加工工艺师手册【M】北京机械工业出版社2001【2】陈宏钧实用机械加工工艺手册【M】北京机械工业出版社2000注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。