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        起重支架的數(shù)控銑工藝處理及工裝設(shè)計

        2014-06-04 11:14:38耿慧蓮韓江
        機床與液壓 2014年2期
        關(guān)鍵詞:工藝

        耿慧蓮,韓江

        (1.安徽機電職業(yè)技術(shù)學院,安徽蕪湖 241000;2.合肥工業(yè)大學機械汽車學院,安徽合肥 230009)

        滑動軸承內(nèi)圈材料為錫青銅,屬于脆性材料,選用的刀具為YG類材料,切屑為針狀,內(nèi)壁表面粗糙度及圓度不易控制,又由于孔深,上下的圓柱度也不易保證,給機械加工帶來了困難。文中利用數(shù)控銑削起重支架的滑動軸承內(nèi)圈時,由于軸瓦焊接在軸承座內(nèi),產(chǎn)生了焊接變形,余量較小,內(nèi)孔圓度不易保證,刀具磨損嚴重,加工效率低下。

        1 滑動軸承連接座圖紙分析

        該零件為單件小批量生產(chǎn),前道工序為將粗加工完成的軸瓦焊接在軸承座內(nèi),單邊壁厚為2 mm,φ98 mm加工到φ92 mm,要求保證尺寸精度,軸瓦的頂端和底端的同軸度為0.02 mm,表面粗糙度值為1.6 μm。最大處直徑為280 mm,在不增加其他設(shè)備的條件下,實驗選用XH714型數(shù)控銑床加工。其他為自由公差,毛坯為焊接,余量不均勻,局部產(chǎn)生變形,如圖1所示。

        工藝要求如下:

        (1)用φ14 mm小銑刀粗銑、半精銑、精銑φ98 mm的上孔,直至上孔直徑為φ92 mm,其上偏差為+0.035 mm,下偏差為0。

        (2)用大銑刀φ38.3 mm粗銑下孔φ98 mm的下孔,直至下孔直徑為φ94 mm。

        (3)用長銑刀φ38.3 mm半精銑、精銑φ94 mm的下孔,直至下孔直徑為 φ92 mm,其上偏差為+0.035 mm,下偏差為0。

        (4)在保證滑動軸承內(nèi)圈尺寸精度的同時,也要保證上空與下孔的同軸度,其同軸度值為+0.02 mm。

        (5)除了保證尺寸精度與同軸度,也要達到要求的表面粗糙度要求,滑動軸承內(nèi)圈的表面粗糙度值為 1.6 μm。

        圖1 零件及效果圖

        2 實驗切削環(huán)境構(gòu)建

        由于是單件生產(chǎn),沒有設(shè)計專用的夾具。零件用卡盤和支承釘支承裝夾,比較方便實用,裝置如圖2所示。

        圖2 夾具效果圖及現(xiàn)場

        零件要求同軸度誤差為0.02 mm,對該裝置進行定位誤差分析,定位誤差主要包括兩個方面:(1)基準不重合誤差,(2)基準位移誤差。該裝置三爪中心與工件中心一致,所以無基準重合誤差;工件的平面度使用的是支承釘,用百分表來測量孔與卡盤的垂直度,使孔定位與工件及三爪自定心卡盤中心定位是一致的,基準位移誤差為三爪卡盤的跳動量。為了能夠獲得較好的精度采用了一套新的卡爪,用百分表測量三爪與尾座的跳動值能夠控制在0.05 mm之內(nèi),總的誤差能夠控制在0.05的三分之一,滿足加工要求。

        3 加工過程分析

        3.1 刀具選用

        由于加工件為錫青銅材料,選用整體硬質(zhì)合金材料刀具成本太高,初步選用高速鋼四刃螺旋刀具,保證加工的連續(xù)性,切屑為卷曲的螺旋針狀,加工的工件表面粗糙度值很小,如圖4所示。但是在切削實驗中,刀具懸伸長,剛性不足,在銑削下半部分時,將上半部分破壞,導致尺寸、形狀、位置3項精度都超差。如果將工件翻轉(zhuǎn),則會二次裝夾,很難保證0.02 mm的同軸度。采用普通YG6的硬質(zhì)合金刀具,通過手工刃磨臺階型斷屑槽,如圖3所示。刀具的主后角和副后角要大,實驗比對獲得:主后角在10°左右,減少已加工面的磨損,加工效果明顯改善。

        圖3 刀具選用及切屑

        3.2 數(shù)控程序設(shè)計

        數(shù)控加工程序設(shè)計主要涉及到軟件應用、機床選擇、工藝工裝、刀具材料及形狀選擇等方面,其中程序設(shè)計的優(yōu)劣制約加工效率。加工的余量較小,采用調(diào)整法,運用手工編程。為了方便實現(xiàn)上下的尺寸及同軸度控制,采用數(shù)控參數(shù)化方式進行編程,通過改變一個參數(shù)來改變后面的數(shù)據(jù),同時采用螺旋式下刀方式保證加工的連續(xù)性,進而控制表面精度。程序如下:

        加工效果、尺寸、同軸度控制如圖4所示。

        圖4 加工效果圖

        4 結(jié)束語

        對于焊接變形后的加工工藝處理,尤其是壁薄精度高的零件,一般是調(diào)整刀具角度和工藝參數(shù)以及工裝形式,完成預期目的。隨著現(xiàn)代制造手段的改進,特別是數(shù)控機床的使用,改變走刀路線、調(diào)整加工余量的均勻性也是改變切削性能的一個重要手段,作者在3個方面進行實驗,獲得了較好的加工效果,當然還會有其他的方法存在,將繼續(xù)完善。

        【1】王先逵.機械加工工藝手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007.

        【2】李洪.機械加工工藝手冊[M].北京:北京出版社,1990.

        【3】哈爾濱工業(yè)大學,上海工業(yè)大學.機械制造工藝學:第一、二、三、四分冊[M].上海:上??茖W技術(shù)出版社,1980.

        【4】李慶壽.機床夾具設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1984.

        【5】于駿一.變速切削的研究[J].機械工程學報,1988,24(4):59-62.

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