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        影響精密零件加工工藝要素的分析

        2018-09-10 10:24:07孫洋洋王慶陽(yáng)
        環(huán)球市場(chǎng) 2018年2期
        關(guān)鍵詞:影響要素加工工藝

        孫洋洋 王慶陽(yáng)

        摘要:隨著我國(guó)社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在機(jī)械零件加工方面也有所提高。但是一個(gè)精密零件的加工僅僅靠一臺(tái)加工零件的設(shè)備是完全不夠的,除此之外還需要良好的加工零件環(huán)境和專業(yè)的零件加工操作人員。所謂工藝要素就是在零件加工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。本文從零件的工藝環(huán)境要素人手,詳細(xì)的分析,介紹了工藝路線的優(yōu)化配置要素,零件裝卡要素,加工溫度控制要素,平衡要素和優(yōu)化切削要素。希望給相關(guān)文章一些借鑒作用。也希望我國(guó)的機(jī)械零件加工行業(yè)能夠發(fā)展的越來(lái)越好。

        關(guān)鍵詞:精密零件;加工工藝;影響要素

        一、工藝環(huán)境要素

        精密零件的加工對(duì)工藝環(huán)境要求非常嚴(yán)格,加工的環(huán)境,要在恒溫、隔振和凈化的情況下進(jìn)行,其溫度應(yīng)控制在20攝氏度,環(huán)境的相對(duì)濕度要保持在40攝氏度以內(nèi)、機(jī)床地基的隔振系統(tǒng)固有頻率<2HZ、加工區(qū)的凈化度應(yīng)為每立方英尺中大于0.11m的微粒含量應(yīng)不多于10顆,這是保證精密件加工的基礎(chǔ)。對(duì)于要求更高的精密零件的超精加工,以上環(huán)境要素要求,還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了加工要求,甚至要求在二次恒溫間以及獨(dú)立操作間,才能滿足精密件加工要求。

        二、工藝路線的優(yōu)化配置要素

        作為精密零件的加工,其加工精度不僅局限在最終工序中,其全部工藝路線制定的是否合理,是保證加工精度的關(guān)鍵所在。一個(gè)精密零件的工藝路線,必須經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)、合理優(yōu)化,才能保證該件的精度指標(biāo)。首先,應(yīng)該認(rèn)真分析零件的幾何結(jié)構(gòu)、精度指標(biāo)的核心部位精度要求、材料特性、熱處理要求以及使用性能要求等。然后,合理選擇零件的毛坯、合理使用加工設(shè)備、采取合理的去應(yīng)力工藝措施等諸多工藝環(huán)節(jié)合理配置,在生產(chǎn)組織過(guò)程中,嚴(yán)格按工藝流程進(jìn)行實(shí)施,在工序過(guò)程中,嚴(yán)格檢驗(yàn)。對(duì)于一般零件,其工藝路線為:粗加工——時(shí)效——半精加工——精加工即可。而對(duì)精密零件的加工,這樣的加工路線顯然是不夠的,必須將工藝路線加長(zhǎng),并適當(dāng)穿插時(shí)效處理,并配置超精加工工序,才能保證加工要求。通常工藝流程為:一次粗加工——一次熱時(shí)效——二次粗加工——二次熱時(shí)效帶振動(dòng)時(shí)效)——半精加工——振動(dòng)時(shí)效即可一一精加工——自然時(shí)效(或低溫穩(wěn)定處理)一一精密加工。其中,零件的熱處理要求,應(yīng)根據(jù)零件的整體硬度、局部硬度、表面硬度的不同要求,進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇┎灏才?。而零件精度的穩(wěn)定處理也非常關(guān)鍵和復(fù)雜,簡(jiǎn)單的一兩種方法己無(wú)法滿足要求,通常根據(jù)需要采取多種方式進(jìn)行,如:去應(yīng)力退火、低溫穩(wěn)定處理、振動(dòng)時(shí)效、自然時(shí)效、甚至采取冷處理等工藝手段,以達(dá)到保證精密零件的精度穩(wěn)定要求。

        三、零件的裝卡要素

        在零件加工過(guò)程中,卡緊是完成零件加工中可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而卡緊方式、卡點(diǎn)的分布位置、卡緊力的大小是影響零件加工精度的關(guān)鍵。如卡緊方式不得當(dāng),則會(huì)在一個(gè)精密零件的加工過(guò)程中,會(huì)因卡緊變形,而導(dǎo)致零件精度超差。在精密零件的加工中,卡緊方式的配置為:

        (1)卡緊力的方向:優(yōu)先選用卡緊力的方向?yàn)橛绊懥慵鹊姆敲舾蟹较?,這樣,因卡緊力使零件產(chǎn)生的彈性變形而帶來(lái)的精度附加因素減小。

        (2)卡緊點(diǎn)的分布:應(yīng)避免卡緊點(diǎn)集中,使零件的受力集中,導(dǎo)致零件局部變形。采用均化布局的方式,同時(shí),要求卡緊點(diǎn)的位置,必須作用在定位面上,提高卡緊剛度,避免變形。

        (3)卡緊力的控制:精加工時(shí),卡緊力的大小至關(guān)重要,過(guò)大的卡緊力不但不必要,反而會(huì)直接影響零件的加工精度。由于在零件的精密加工時(shí),切削力較小,推薦采用定表(千分表)卡緊法,即在每個(gè)卡緊點(diǎn)的位置處,支表進(jìn)行卡緊,表的變化量不大于零件的精度值的1/3即可。

        四、加工溫度控制要素

        在精密零件加工過(guò)程中,由于加工中各部位產(chǎn)生的熱量不均,使零件產(chǎn)生熱膨脹,從而帶來(lái)加工誤差。為此,工藝上應(yīng)采用對(duì)零件整體沐浴冷卻以及刀具內(nèi)冷的組合方式,進(jìn)行零件加工場(chǎng)溫度均化工藝措施,進(jìn)行溫度控制,控制零件加工過(guò)程中,因溫度不均勻,而導(dǎo)致零件的精度超差的現(xiàn)象。

        五、平衡要素

        平衡要素包括兩個(gè)方面:機(jī)床自身的熱穩(wěn)定平衡及工件、刀具的平衡。

        (1)機(jī)床自身的熱穩(wěn)定平衡:精密零件在裝卡找正后,不可直接進(jìn)入加工環(huán)節(jié),必須將機(jī)床進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),使工作母機(jī)各關(guān)鍵部件的溫度達(dá)到均衡穩(wěn)定后,方可進(jìn)行精密加工。

        (2)工件、刀具的平衡:在精密加工過(guò)程中,工件、刀具的平衡至關(guān)重要,它是影響精密零件加工的重要因素之一。為滿足該類零件的加工需求,帶動(dòng)了高精機(jī)床制造業(yè)的快速發(fā)展,這類機(jī)床在結(jié)構(gòu)上,配備有工件、刀具自動(dòng)平衡系統(tǒng),對(duì)工件或刀具在加工過(guò)程中產(chǎn)生的不平衡量進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償,此外,在工件或刀具安裝前,還需對(duì)它們做靜平衡。對(duì)于不具備工件、刀具自動(dòng)平衡系統(tǒng)的機(jī)床,工藝要求,在工件、刀具安裝時(shí),應(yīng)進(jìn)行靜平衡,或使用便攜式動(dòng)平衡測(cè)量?jī)x進(jìn)行校正。

        六、優(yōu)化切削要素

        零件加工的刀具、切削液、切削用量是保證工件順利加工及精度的基礎(chǔ)。首先,按工件的材料及零件加工要求選用正確的刀具,優(yōu)先選用高速、精密刀具,這類刀具具有切削速度高,紅硬性好、耐用度高等優(yōu)勢(shì),對(duì)高精密加工具有明顯優(yōu)勢(shì)。其次,必須建立良好的溫控環(huán)境,正確選擇應(yīng)用好切削液是提高工件精度的關(guān)鍵,它可以穩(wěn)定零件的精度等級(jí)。再次,合理匹配切削用量,可以減小工件在加工過(guò)程中的切削力、切削變形、工件的發(fā)熱與變形等,可以大幅度的提高零件的加工精度。通常,對(duì)于高精密零件的加工,選用高速、小切深、小進(jìn)給的切削用量來(lái)完成。在精密零件的加工中,選用一臺(tái)與之精度相匹配的機(jī)床固然重要,同時(shí),還要匹配好優(yōu)化的工藝路線,并做好上述諸多工藝要素的充分準(zhǔn)備,才能加工出高標(biāo)準(zhǔn)的精密零件。

        七、結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,對(duì)于精密盤狀多孔零件的加工,孔隙的加工既是加工的重點(diǎn),也是加工的難點(diǎn),對(duì)零件整體的加工精度有直接的影響。要保證此類零件的加工質(zhì)量和精度,要選擇合適的機(jī)床、制定科學(xué)的工藝方案,采用特殊的夾具進(jìn)行裝夾,選擇合適的刀具進(jìn)行切削,并在切削用量上恰當(dāng)?shù)目刂啤2扇〈思庸すに嚰庸こ鰜?lái)的樣件,符合零件要求,為后面的批量生產(chǎn)加工打下了基礎(chǔ),也為類似零件的加工提供了參考和借鑒。

        參考文獻(xiàn):

        [1]鄭修文.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2015.

        [2]陳旭東.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2013.

        [3]張鵬飛,徐劍.在臥式銑床上橫向裝夾簡(jiǎn)易分度裝置的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械,2008,35(1):64-66.

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