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        薄壁零件數(shù)控銑削加工工藝技術(shù)的分析

        2019-09-10 12:26:41鄧宗田
        大東方 2019年5期
        關(guān)鍵詞:薄壁零件加工工藝

        鄧宗田

        摘 要:隨著制造行業(yè)的快速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床在航天航空、汽車、船舶等制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。數(shù)控銑削是零部件加工重要環(huán)節(jié),數(shù)控機(jī)床在加工薄壁零件的過程中受到產(chǎn)品自身特點(diǎn),以及數(shù)控機(jī)床的震動(dòng)、夾緊力、內(nèi)應(yīng)力等影響,導(dǎo)致零部件出現(xiàn)變形或者零部件尺寸不符合設(shè)計(jì)要求。因此,必須嚴(yán)格控制薄壁零件數(shù)控銑削加工過程的精度,確保產(chǎn)品加工質(zhì)量。本文主要分析了 薄壁零件數(shù)控銑削加工變形原因,并根據(jù)原因優(yōu)化數(shù)控銑削加工工藝。

        關(guān)鍵詞:薄壁零件;數(shù)控銑削加工;加工工藝

        引言

        鋁合金結(jié)構(gòu)具有薄壁化、輕量化、耐腐蝕等特點(diǎn),在磨具、航空等制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但是由于薄壁零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、剛度低、零件比較薄,數(shù)控機(jī)床加工過程中,受到切削力度、切削溫度、裝夾方式等影響,導(dǎo)致零件的精度無法滿足設(shè)計(jì)要求。因此,薄壁零件加工工藝技術(shù)一直是機(jī)械加工制造業(yè)的難題。

        1.造成薄壁零件數(shù)控銑削加工變形的原因

        薄壁零件在數(shù)控銑削加工過程中,主要受到材料自身性質(zhì)、裝夾方式、加工溫度、刀具切削方式等方面的影響。第一,毛坯件的殘余應(yīng)力,毛坯件經(jīng)過加熱處理以后,冷卻過程中,產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力,數(shù)控銑削以后內(nèi)應(yīng)力發(fā)生了一定的改變,從而導(dǎo)致毛坯料出現(xiàn)變形的情況 [1]。第二,裝夾方式。由于薄壁零件比較薄,裝夾以后,零件本身會(huì)產(chǎn)生彈性變形,零件彈性恢復(fù)以后,表面厚度發(fā)生變化,從而引起加工誤差,造成零件自身的尺寸、大小、形狀不符合要求。第三,加工溫度。數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí),工件和道具摩擦產(chǎn)生一定的熱量,這部分熱量轉(zhuǎn)化為切削熱,導(dǎo)致零件各個(gè)位置的溫度分布不均勻,從而導(dǎo)致加工零件變形。第四,刀具的切削方式。薄壁零件加工的方式分為水平進(jìn)刀和垂直進(jìn)刀兩種,不同的進(jìn)刀方式會(huì)影響到零件的加工精度。

        2.薄壁零件數(shù)控銑削加工工藝技術(shù)

        2.1優(yōu)化薄壁零件數(shù)控銑削工藝

        毛坯件在加工過程中會(huì)產(chǎn)生一定的應(yīng)力,影響到毛坯件的形狀。因此在粗加工過程中,可以選擇高速銑削的方式,將切削過程中產(chǎn)生的碎屑帶走,降低工件加工溫度,從而減少工件熱變形。高速切削與普通銑削方式相比,可以減少半精加工等輔助環(huán)節(jié),縮短零件的加工時(shí)間,從而提高整個(gè)加工效率。零件在粗加工的時(shí)候,進(jìn)行選擇順銑的方式,并選擇適合零件的走刀路徑,確保零件的加工質(zhì)量。粗加工時(shí),需要給精加工提供一定的加工余量,并在精加工前,采用熱處理工序消除毛坯材料的殘余應(yīng)力,從而提高薄壁零件的加工精度[2]。

        2.2優(yōu)化切削參數(shù)

        數(shù)控機(jī)床銑削加工過程中,銑削參數(shù)影響到產(chǎn)品的精度。切削工藝參數(shù)與刀具材料、數(shù)控機(jī)床的性能、加工零件的表面精度等有關(guān)。切削參數(shù)包括軸向切深、進(jìn)給速度、銑削方式、切削速度等,在滿足薄壁零件加工精度的前提下,精加工盡量選擇軸向小、徑向切深淺、進(jìn)給量小的參數(shù)。如果徑向切深比較大,則可以有效地減少切削力,提高薄壁零件的剛性,從而降低零件加工變形量。在保證薄壁零件切除率的欠款,則選擇比較大的軸向切深和比較小的縱向切深,可以提高零件表面平整度。刀具轉(zhuǎn)速一定的條件下,進(jìn)給速度和進(jìn)給量成正比,進(jìn)給量是齒數(shù)和每齒進(jìn)給量的乘積,每齒進(jìn)給量增加,則增加切削力,影響到零件加工深度。如果每齒進(jìn)量比較小,則在切削的時(shí)候產(chǎn)生擠壓,導(dǎo)致零件加工變形,加速刀具的磨損。所以要選擇合適的進(jìn)量。為了提高刀具的使用時(shí)間,盡量選擇比較低的切削速度,如果需要改善切削溫度應(yīng)力,則可以適當(dāng)提高切削速度。

        2.3刀具幾何參數(shù)的確定

        刀具是薄壁零件加工重要輔助器件,為了配合設(shè)計(jì)好夾具,在選擇刀具的時(shí)候,要考慮到銑削的工藝環(huán)節(jié),選擇合適的刀具。刀具的前角不能太小,否則會(huì)增加刀具切削力,導(dǎo)致前刀面磨損嚴(yán)重,降低刀具的使用壽命。如果前角過大,則不利于刀具的散熱,同樣增加刀具的磨損,所以要合理選擇刀具的前角,如果薄壁強(qiáng)度比較高,則可以適當(dāng)增加前角。為了減少刀具與工件的摩擦,可以適當(dāng)減少刀具的后角。刀刃傾角的大小影響切削力的分配和碎屑排出的方式,所以要結(jié)合薄壁零件加工的實(shí)際情況,確定刀刃傾角,如果傾角不合適,可能將加工零件表面擦傷。選刀的時(shí)候,盡量選擇刀刃比較鋒利,減少刀具與加工零件的摩擦。

        2.4選擇合適的裝夾方式

        如果裝夾位置不正確,則可能導(dǎo)致加工工件變形,并在零件表面形成裝夾應(yīng)力場,從而導(dǎo)致裝夾位置變化,刀具在裝夾的時(shí)候,很容易產(chǎn)生過切和欠切問題。因此,薄壁零件在數(shù)控銑削裝夾方式直接影響到加工零件的精度和表面質(zhì)量。因此,在制定薄壁零件裝夾方式時(shí),需要根據(jù)加工零件的結(jié)構(gòu)和加工精度要求,選擇合適的裝夾方式。

        結(jié)束語

        薄壁零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)增加了加工難度,在加工過程中,需要根據(jù)加工零件的特點(diǎn),選擇合適的刀具、裝夾方式、優(yōu)化銑削參數(shù),從而提高數(shù)控機(jī)床銑削加工工藝水平,確保薄壁零件加工質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn)

        [1]方建京.薄壁件銑削加工工藝方案設(shè)計(jì)及仿真分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程,2017,46(5):103-105.

        [2]席萍.薄壁件銑削加工變形機(jī)理與預(yù)測技術(shù)研究[D].長春工業(yè)大學(xué),2015.

        [3]吳家慶.薄壁零件數(shù)控銑加工工藝探析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2017,(11):5952-5952.

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