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        機(jī)械加工與電加工在異形件零件加工中的應(yīng)用

        2017-05-30 04:02:16楊緒軍李小兵
        大東方 2017年9期
        關(guān)鍵詞:電加工機(jī)械加工

        楊緒軍 李小兵

        【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,各種產(chǎn)品逐漸出現(xiàn)在了人們的生活中,傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式已經(jīng)無法滿足不斷提高的零件加工需求。在當(dāng)前的零件加工過程中,不但要保證零件的加工質(zhì)量,還要充分考慮加工時間和成本等問題,為了解決上述問題,很多零件生產(chǎn)加工企業(yè)將機(jī)械加工和電加工結(jié)合起來,有效的提高了零件加工的效率和質(zhì)量,同時還節(jié)約了零件的加工成本。本文主要對機(jī)械加工和電加工在異性零件加工中的應(yīng)用進(jìn)行了具體分析,僅供參考。

        【關(guān)鍵詞】異形零件加工;機(jī)械加工;電加工

        隨著機(jī)械設(shè)計和制造行業(yè)的不斷發(fā)展,各種具有特殊用途的異形零件也逐漸增多,異形件零件通常形狀不規(guī)則,壁厚比較薄,剛性比較差,在傳統(tǒng)的機(jī)械加工過程中跟普通零件存在較大的差別,經(jīng)常會由于切削力而發(fā)生變形,從而無法達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。電加工主要是利用電腐蝕原理對零件進(jìn)行切割加工,過程中不會產(chǎn)生太大的切削力,因此零件基本上不會出現(xiàn)變形現(xiàn)象。為了保證零件加工的質(zhì)量,實現(xiàn)圖紙中的設(shè)計要求,可以將機(jī)械加工和電加工結(jié)合起來對零件進(jìn)行加工,根據(jù)不同零件的尺寸、熱處理技術(shù),選擇相應(yīng)的工藝路線和變形控制方案,尤其是軍品生產(chǎn)過程中的異形件零件加工,更需要采用機(jī)械加工和電加工結(jié)合的方式。

        1、傳統(tǒng)的機(jī)械加工

        異形零件是由于各種機(jī)械設(shè)備中的結(jié)構(gòu)特點和用途而設(shè)計及制造出來的,不同的異形零件往往在結(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。傳統(tǒng)的機(jī)械加工主要依靠車、鉗、铇、銑、磨、鏜等,以鉗工為核心,由于不同加工人員個人能力的局限性,以及過多人為因素的影響,使得生產(chǎn)水平、效率以及可靠性受到限制,直接影響了產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。同時,管理上也存在一定難度,人力要求多成為了一項重要難題[1]。

        隨著機(jī)床設(shè)備和加工刀具的快速發(fā)展,切削加工在整個制造業(yè)中扮演越來越重要的角色,但同時也出現(xiàn)了一些問題:比如對硬質(zhì)材料的加工必須要經(jīng)過熱處理工藝,但是熱處理工藝又伴隨著相應(yīng)的零件變形和內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生,后續(xù)必須要進(jìn)行處理,較為麻煩。另外,對于復(fù)雜零件,異形零件,超薄零件等負(fù)面的加工也有很大的局限性,因此加工也比較麻煩[2]。薄壁異形零件銑削加工中的變形因素主要包括以下幾個方面:(1)工件壁厚較薄,剛性較差。在夾緊力或壓緊力作用下變形。(2)工件熱變形。銑刀在切削時底齒和側(cè)刃都會接觸工件,摩擦升溫引起零件熱變形。(3)振動變形。在銑刀切削力作用下,特別是徑向切削力作用下容易產(chǎn)生振動變形。(4)去除材料后零件變形。零件在毛坯狀態(tài)下,去除部分余量后零件結(jié)構(gòu)發(fā)生變化導(dǎo)致零件變形[3]。

        2、電加工原理

        電加工是利用電極與工件之間的放電腐蝕效應(yīng)的一種加工方式,一般采用高頻脈沖回路進(jìn)行放電。與傳統(tǒng)加工相比,其顯著特點有:加工精度高,能克服傳統(tǒng)加工對高硬度材料加工的缺點,“以柔克剛”,此外還能顯著提高加工效率,得到較好的表面質(zhì)量。

        電加工主要適用于加工傳統(tǒng)機(jī)械切削加工難以加工或無法加工的材料,如淬火鋼、硬質(zhì)合金、耐熱合金等。因為材料的去除是靠放電熱蝕作用實現(xiàn)的,可加工特殊及復(fù)雜的零件。由于在加工過程中不受切削力,工件與工具間宏觀作用力很小,所以便于加工各種型孔、立體曲面、小孔、深孔、窄縫零件,而不受工件和工具剛度的限制。電加工可改變機(jī)械零件的加工工藝路線,由于加工時不受材料硬度、脆性等的影響,所以在淬火后進(jìn)行加工,從而避免淬火過程中產(chǎn)生的熱處理變形。加工過程中脈沖電源的參數(shù)隨時可以調(diào)節(jié),所以加工過程中,只需調(diào)整電參數(shù)即可切換粗、半精、精、超精加工;線切割加工可用于貴重金屬下料、窄縫切割、細(xì)微異形孔切割、上下異形切割等[4]。

        3、零件加工實例分析

        實例講述一下該零件的加工方法,通過分析零件結(jié)構(gòu),此零件用普通機(jī)械加工無法達(dá)到側(cè)面形狀和尺寸要求,另外該零件同時屬于異性件零件,并且薄厚只有4.5mm。普通的機(jī)械加工很難加工出來,并且成本極高。綜合分析該零件的結(jié)構(gòu)特點和加工工藝,此零件需用到普通機(jī)械加工、數(shù)控加工和電加工三者有機(jī)結(jié)合。

        (1)機(jī)械加工,在數(shù)控銑削過程中完全可以把單個零件銑削加工出來,但是成本比較高,用材也非常浪費,此時應(yīng)考慮把機(jī)械加工和電加工相互結(jié)合起來加工制造此零件。因此可以考慮首先進(jìn)行機(jī)械加工,首先下料外圓大于151(留出加工余量單邊3mm),再次以車為主,在普通車床上進(jìn)行加工,對零件外形151和長度尺寸(留出數(shù)控銑削加工的夾位)進(jìn)行控制;

        (2)數(shù)控銑削加工,在已經(jīng)加工的圓柱周圍銑削出導(dǎo)程2690的右旋螺旋,以及外形尺寸,并且對零件上的孔的位置進(jìn)行鉆點,一共可以加工出26件產(chǎn)品。

        (3)電加工,把半成品零件從圓柱上切割下來,利用線切割原理,夾持工件校正垂直度和平行度后,編制切割142的圓程序進(jìn)行切割,得到多個半成品零件。從外圓位置上進(jìn)行切割,控制走絲速度和切屑量,防止外圓發(fā)生變形;

        (4)最后進(jìn)行鉗工鉆孔即可。由上分析可見,機(jī)械加工與電加工在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用,優(yōu)勢不言而喻。原材料得到了有效利用,零件的精度得到了控制,生產(chǎn)的速度和質(zhì)量得到了保障。雖然電加工在制作中起到了重要作用,但機(jī)械切削加工并不能被它所替代,工藝人員應(yīng)根據(jù)不同的情況,合理安排應(yīng)用這些方法,設(shè)計出切合實際的工藝規(guī)程。

        結(jié)語:

        隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的機(jī)械加工已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)制造的需求,零件的加工精度和設(shè)計要求越來越高,只依靠機(jī)械加工無法實現(xiàn)零件的高精度,尤其是對于異形零件這種復(fù)雜零件,加工過程比較復(fù)雜,需要先進(jìn)的設(shè)備和加工方法才能實現(xiàn)圖紙的設(shè)計要求,但由于高端機(jī)械設(shè)備比較昂貴,生產(chǎn)成本比較高,因此我們可以通過將機(jī)械加工和電加工方法結(jié)合起來,來不斷提高零件的加工質(zhì)量,節(jié)約生產(chǎn)成本,進(jìn)而提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]梁保然.復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁異形零件數(shù)控加工技術(shù)分析[J].河南科技,2016,(24):78-80.

        [2]楊嵩,史昊天,龔志剛.不規(guī)則異形零件的加工工藝研究[J].現(xiàn)代制造工程,2014,(05):85-88.

        [3]王立超,張磊,張海軍,王欣,陳劍.異形零件加工工藝及變形控制方案[J].金屬加工(冷加工),2014,(10):35-36.

        [4]劉東曉,張成立,崔震宇,董曉,姚國兵,宋江琛,古華.復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁異形零件數(shù)控加工技術(shù)初探[J].電光與控制,2011,(09):91-93+97.

        (作者單位:貴州航天烏江機(jī)電設(shè)備有限責(zé)任公司)

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