廣東省冶金技工學(xué)校 劉展華

淺談薄壁零件的加工

廣東省冶金技工學(xué)校 劉展華

本文是作者通過自身多年的生產(chǎn)實(shí)踐,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)而撰寫。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,經(jīng)常會(huì)遇到各種不同類型的薄壁零件。在加工過程中不能直接利用現(xiàn)成的車床夾具進(jìn)行加工,而應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分析,并根據(jù)其加工特點(diǎn)和工裝進(jìn)行分析探討。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐,能夠?qū)Ρ”诹慵扇∮行Т胧?使其加工順利進(jìn)行,從而達(dá)到零件圖紙要求和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求,這對(duì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率具有重要意義。

薄壁零件工裝夾具加工方法

引言

隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展,機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中具有特殊用途的薄壁零件越來越多。薄壁零件是由于各種機(jī)械設(shè)備中的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用途而設(shè)計(jì)及制造出來的,不同的薄壁零件往往在結(jié)構(gòu)上、材質(zhì)上和技術(shù)要求上等方面都有差異,所以其機(jī)械加工的工藝性變得復(fù)雜,給加工帶來了各種技術(shù)上棘手的問題,特別是工裝問題。為此應(yīng)對(duì)薄壁零件的加工工藝性進(jìn)行技術(shù)分析,選用合理的裝夾方法,設(shè)計(jì)與制造出正確的夾具,并進(jìn)行有理有據(jù)的深度實(shí)驗(yàn),為今后在加工薄壁零件時(shí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),從而為保證產(chǎn)品的質(zhì)量,提高企業(yè)的生產(chǎn)效率提供了實(shí)際性和創(chuàng)造性的理論依據(jù)。

一、薄壁零件的工裝問題分析

在生產(chǎn)實(shí)踐中,薄壁零件的結(jié)構(gòu)類型是多種多樣的,所以在機(jī)床上加工薄壁零件時(shí),為了保證工件被加工表面的尺寸、幾何形狀和相互位置精度等,必須將工件正確地安裝到機(jī)床上。工件的安裝一般包括定位和夾緊兩個(gè)過程:即首先應(yīng)使工件相對(duì)于機(jī)床及刀具占有一個(gè)正確的位置,這就是工件的定位;然后將工件固緊在這一既定位置上,使之不至因受切削力、重力、離心力或慣性力作用而發(fā)生位置改變,這就是工件的夾緊。

工件的安裝一般有兩種方式:

1.直接找正或按劃線找正安裝。將工件直接安放到機(jī)床工作臺(tái)或通用夾具(如車床上的花盤、三爪卡盤、四爪卡盤等)上,按工件的某一表面或劃好的線,逐個(gè)找正工件相對(duì)于機(jī)床和刀具的位置,然后夾緊工件。這種安裝方法操作簡(jiǎn)單,且能較好的適應(yīng)工序或加工對(duì)象的交換,但生產(chǎn)效率低、精度不高,勞動(dòng)強(qiáng)度大,故一般只用于單件或小批生產(chǎn)。

2.采用專用夾具安裝。在生產(chǎn)批量較大或有特殊需求時(shí),常采用專門為某一零件的某一工序而設(shè)計(jì)的專用夾具進(jìn)行工件的安裝。這時(shí)不需劃線和找正,只要將工件安放在夾具中,即可確定工件與機(jī)床及刀具之間的正確位置,并將工件夾緊。

二、薄壁零件課題的選擇

薄壁零件的結(jié)構(gòu)形狀是多種類型。在本文中選擇了在工廠加工其中一批數(shù)量大的薄壁零件進(jìn)行論述。包括夾具設(shè)計(jì)、工裝、工藝、刀具和加工等方面。

1.薄壁零件的工藝分析。該薄壁零件的加工部位為180mm外圓錐面、右端面和R100mm的內(nèi)圓弧面,而且這些表面的加工要求較高。裝夾該工件時(shí)必須使工件的右端面與車床主軸的中心線垂直,所以選用設(shè)計(jì)與制造專用夾具進(jìn)行裝夾進(jìn)行切削加工,以保證質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率。

由于該薄壁零件的材料屬于軟材料,所以夾具設(shè)計(jì)采用外夾內(nèi)頂?shù)霓k法。

2.薄壁零件的夾具設(shè)計(jì)與制造:(1)外圓夾具。加工時(shí),為了使工件的右端面處于垂直位置。用夾具套入工件的左端進(jìn)去,然后用4個(gè)均勻分布的螺釘擰緊,從而夾緊工件的外圓表面。外圓夾具的加工方法:①材料:選用45#棒料,外徑尺寸為190mm,長度為160mm。②用三爪卡盤夾持毛坯一端,找正,夾緊后車平一端面,車外圓至尺寸為180mm。③掉頭夾持180mm一端,找正,夾緊后車平端面,保證長度為150mm。車外圓至尺寸為180mm。④鉆孔、車孔、車內(nèi)錐面至要求。⑤鉆4個(gè)均勻分布的16孔,然后攻螺紋M16。(2)拉桿和壓蓋。工件的內(nèi)孔采用從車床主軸箱的主軸內(nèi)孔一端穿進(jìn)圖示的拉桿。用拉桿的件1的軸肩頂住主軸的左端。拉桿的右端穿進(jìn)壓蓋,通過螺母擰緊,這樣壓蓋頂住內(nèi)孔表面。①拉桿中件1的加工方法:a.材料選用A3鋼板,厚度為20mm,氣割外圓為100mm;b.用三爪卡盤夾持毛坯一端,找正。夾緊后車外圓到90mm;c.掉頭夾持另一端,找正。夾緊后車外圓到90mm;d.鉆出30mm的孔,孔兩端倒角。②拉桿中件2的加工方法:a.材料選用45號(hào)圓鋼,規(guī)格尺寸(30×1275mm);b.車兩端面至長度尺寸1270mm;c.車螺紋M30至圖示尺寸。③件1和件2通過焊接至圖示位置。④壓蓋的加工方法:a.材料選用A3鋼板,厚度為23mm,氣割外圓為130mm;b.用四爪卡盤夾持,車平兩端面至尺寸為20mm;c.用三爪卡盤夾持毛坯一端,找正。夾緊后車外圓到120mm; d.掉頭夾持另一端,找正。夾緊后車外圓到120mm; e.鉆出45mm的孔;f.制作心軸,車出外圓錐面及圓角。(3)薄壁零件在車床上的工裝(見圖)。

工裝圖

工裝的幾點(diǎn)要求:①用四爪卡盤夾緊夾具時(shí),需用劃針對(duì)夾具進(jìn)行找正,因?yàn)閵A具被夾緊后就不再松開了。裝夾工件時(shí)是通過操作鎖緊螺釘、壓緊螺母、拉桿、壓蓋等零件來完成。②為了避免四爪卡盤的四爪對(duì)夾具的夾緊力通過鎖緊螺釘作用到工件上,因此夾緊夾具時(shí),夾具上的四個(gè)鎖緊螺釘?shù)奈恢脩?yīng)分別錯(cuò)開四爪卡盤的四爪45°角。③裝夾工件時(shí),需用劃針對(duì)工件進(jìn)行找正。

3.制作R100的樣板刀具,材料選用高速鋼(白鋼刀):①選用厚度為2mm的A3鋼板,用線切割方法加工出圓弧樣板;②修磨和拋光樣板車刀,用圓弧樣板配做,同時(shí)將車刀后角磨大些。

4.薄壁零件的加工工藝過程:①將毛坯裝入專用夾具中,找正;①車右端面至圖示尺寸;③用轉(zhuǎn)動(dòng)小滑板法車出長度為30mm,錐度1∶5的圓錐面至圖示要求;④用樣板車刀車出R100的內(nèi)圓弧面至圖示要求。

5.加工中其他的幾點(diǎn)要求:①每次裝夾工件時(shí),應(yīng)注意找正工件;②車削圓弧時(shí),為了減少刀架移動(dòng)時(shí)的移動(dòng),采用鎖住大拖板,利用中拖板和小拖板的配合進(jìn)給。精車時(shí),用油石修磨圓弧刀刃,同時(shí)盡可能選取較低的切削速度,使圓弧面更為光滑;③車削圓弧時(shí),為了保證圓弧的精確性,采取試切法,用檢測(cè)樣板檢測(cè)和較正后,調(diào)整好車刀的位置再切削。

三、結(jié)束語

在生產(chǎn)實(shí)際加工過程中,會(huì)遇到各種不同形狀的工件,有的可用常規(guī)加工方法,有的必須進(jìn)行工裝。針對(duì)薄壁零件的加工也是不相同的,應(yīng)根據(jù)不同形狀采取不同的工裝。但設(shè)計(jì)制造夾具時(shí)的目的都是為了便于加工工件,保證工件質(zhì)量,降低成本、提高效率。

[1]孫大涌.先進(jìn)制造技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,1999

[2]宋殷.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).華中理工大學(xué)出版社,1990

[3]張恩生.車工實(shí)用技術(shù)手冊(cè).江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1999

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