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        典型薄壁零件在數(shù)控車床上的裝夾與加工

        2016-12-26 09:48:47劉源肖建英
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2016年23期
        關(guān)鍵詞:薄壁零件裝夾加工

        劉源++肖建英

        摘 要:薄壁零件在裝夾和加工會(huì)存在較大的變形,很難保證零件的尺寸和形狀精度。針對這一特點(diǎn),我們結(jié)合在數(shù)控車床上的裝夾與加工根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)出了一套簡單實(shí)用的夾具,通過實(shí)踐該夾具解決了在加工中產(chǎn)品變形的問題,保證了產(chǎn)品的尺寸和形狀精度?,F(xiàn)就該產(chǎn)品的加工方法和夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)地闡述。

        關(guān)鍵詞:薄壁零件;專用夾具;裝夾;加工

        中圖分類號(hào):TG519 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        薄壁零件在使用中由于具備重量輕、節(jié)約材料、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于各工業(yè)生產(chǎn)部門。雖然在使用中存在眾多優(yōu)點(diǎn),但是薄壁零件在生產(chǎn)中卻存在著諸多棘手的問題,由于零件的壁薄,在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形,影響零件的尺寸精度和形狀精度;在切削過程中產(chǎn)生的熱量無法即時(shí)排除,容易產(chǎn)生熱變形,尺寸精度難以控制;在加工過程中由于剛性差容易產(chǎn)生震動(dòng),影響零件的表面粗糙度;檢測過程中由于檢測的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一點(diǎn)徑向力,容易使零件產(chǎn)生變形影響尺寸精度。因此如何提高薄壁零件的加工精度將是制造業(yè)界越來越關(guān)心的問題,本文結(jié)合實(shí)際的產(chǎn)品加工就解決薄壁零件加工出現(xiàn)的問題從夾具設(shè)計(jì)和加工參數(shù)選擇兩大方面進(jìn)行分析,給該類型零件的加工提供一點(diǎn)參考。

        2015年11月本校實(shí)習(xí)工廠接到一批定單(選用的設(shè)備是廣州數(shù)控系統(tǒng)GSK980T的數(shù)控車床)。需要進(jìn)行500件如圖1所示產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)。經(jīng)過分析該產(chǎn)品是一個(gè)典型的屬于45號(hào)鋼的薄壁類零件,其壁厚為4mm,前段70mm長處的螺紋壁厚只有2mm。在如此薄的產(chǎn)品上加工M120×1.5的螺紋存在非常大的難度。為了提高產(chǎn)品的合格率,我主要從專用夾具的設(shè)計(jì)方面考慮,設(shè)計(jì)出一套適合拆裝,同時(shí)保證加工過程不產(chǎn)生變形的問題著手,在加工中選擇合理的切削用量,經(jīng)過實(shí)踐證明,該方法保證了產(chǎn)品的加工質(zhì)量,達(dá)到了生產(chǎn)的要求。

        一、夾具設(shè)計(jì)及說明

        由于工件壁薄,剛性較差,如果采用常規(guī)方法裝夾工件,即采用加銅片直接夾工件將會(huì)受到徑向力和熱變形的影響出現(xiàn)產(chǎn)品變形,很難達(dá)到圖紙的設(shè)計(jì)技術(shù)要求。為解決此問題,我們在實(shí)際生產(chǎn)中設(shè)計(jì)出了一套適合該產(chǎn)品加工的專用夾具,如圖2所示。

        在專用夾具圖中,件1為夾具主體,材料為45號(hào)鋼,左端圓柱體為裝夾部位,通過T型階梯在三爪卡盤處進(jìn)行定位,右端是直徑為φ111mm的外圓、內(nèi)部為莫氏3號(hào)錐度孔的薄壁圓筒,該錐度的長度為150mm,在圓筒上開有4mm厚的開口槽(該槽一直開到夾具主體的臺(tái)階處)以增加裝夾時(shí)的張開力;件4是拉桿,材料為45號(hào)鋼,左端是M24的螺桿,右端為M40的外螺紋,通過中間處的臺(tái)階定位,再使用M24的螺母把拉桿鎖緊在夾具主體上;件3是定位銷釘,該銷釘?shù)闹睆綖棣?mm,在裝夾時(shí)起周向定位的作用;件5是鎖緊螺母,該鎖緊螺母左邊是莫氏3號(hào)錐度,內(nèi)部是一個(gè)M40的內(nèi)螺紋,用于拉桿的螺紋配合使用,右邊是六角螺母用來擰緊和松開鎖緊螺母,起到拆裝產(chǎn)品的作用。

        二、切削參數(shù)的選用

        1.直徑為φ112mm的內(nèi)孔粗車時(shí),主軸轉(zhuǎn)速為500r/min,進(jìn)給速度為F100~F150mm/min,留精車余量0.2mm~ 0.3mm。

        2.直徑為φ112mm內(nèi)孔精車時(shí),主軸轉(zhuǎn)速為1200r/min,為取得較好的表面粗糙度選用的進(jìn)給速度為F90~F100mm/min,采用一次走刀加工完成。

        3.直徑為φ120mm和φ200mm處的外圓粗車時(shí),主軸轉(zhuǎn)速為500r/min,進(jìn)給速度F100~F150mm/min,留精車余量0.3mm~0.5mm。

        4.直徑為φ120mm和φ200mm處的外圓精車時(shí),主軸轉(zhuǎn)速為1600r/min,進(jìn)給速度F140~F150mm/min,采用一次走刀加工完成。

        5.M120×1.5處的螺紋加工時(shí),主軸轉(zhuǎn)速選擇800 r/min,選用G76指令來加工,第一刀的切削深度為0.4mm,選用斜進(jìn)法加工,留精車余量0.1mm,分兩次走刀完成加工。

        三、加工時(shí)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

        1.工件裝夾時(shí),力度要適中并關(guān)好防護(hù)門,防止車削時(shí)打滑飛出傷人和扎刀。

        2.在車削時(shí)使用適當(dāng)?shù)睦鋮s液(如切削油和乳化液),能減少受熱變形,使加工表面更好地達(dá)到要求。

        3.內(nèi)鏜孔刀采用機(jī)夾鏜刀,縮短換刀時(shí)間且無須刃磨刀具,具有較好的剛性,能減少振動(dòng)變形和防止產(chǎn)生振紋。

        結(jié)語

        通過該夾具的使用和產(chǎn)品加工中各參數(shù)的選擇,較好地解決了加工過程中精度不達(dá)標(biāo)的情況,該夾具的設(shè)計(jì)不僅減少了工件的裝夾和校正時(shí)間,也減輕了勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度,達(dá)到了提高生產(chǎn)效率的目的,經(jīng)濟(jì)效率比較明顯。本文所介紹的方法,雖然只是針對某一具體的薄壁零件所采取的加工措施,但是也給相類似產(chǎn)品的編程與加工提供一個(gè)方法借鑒。

        參考文獻(xiàn)

        [1]蔡昊.薄壁零件加工中的超薄筒狀零件加工技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2015(32):10-11.

        [2]張雅瓊.薄壁零件車工夾具設(shè)計(jì)[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010(12):35-36.

        [3]丁彩平.車削薄壁零件的彈性夾具設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù),2005(12):85-86+102.

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