薄壁零件加工方法和工艺分析解析

薄壁零件加工方法和工艺分析解析
薄壁零件加工方法和工艺分析解析

薄壁零件的工艺分析及加工方法

单位名称:南京交通技师学院

作者:陈晓

2014年10月25 日

薄壁零件的工艺分析及加工方法

作者:陈晓

职业技能鉴定等级:二级

单位名称:南京交通技师学院

单位地址:中山门外马群狮子坝168号

指导老师:赵亲云

2014年10月25 日

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

1工艺方案分析 (2)

1.1薄壁零件图 (2)

1.2零件图分析 (2)

1.3确定加工方法 (2)

2工件装夹 (3)

2.1定位基准选择 (3)

2.2确定零件定位基准 (3)

2.3装夹方式选择 (3)

2.4确定装夹方式 (3)

3刀具和切削用量选择 (3)

4零件加工 (5)

5加工注意事项 (7)

5.1安全文明生产 (7)

5.2刀具的选择 (7)

5.3削用量的要求 (7)

6影响薄壁加工因素及解决方法 (8)

6.1受力变形 (8)

6.2受热变形 (9)

6.3振动变形 (9)

总结 (10)

参考文献 (11)

摘要

薄壁工件因为具有重量轻、节约材料、结构紧凑等特点,薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门。但薄壁零件的加工是比较棘手的,原因是薄壁零件刚性差、强度弱,在加工中极容易变形,不易保证零件的加工质量。

薄壁零件的加工问题,一直是较难解决的。薄壁件目前一般采用数控车削的方式进行加工,为此要对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等工艺分析方面进行试验,合理的选择加工方法从而有效地克服了薄壁零件加工过程中出现的变形,保证加工精度。

关键词:薄壁工件工艺分析程序编制加工方法

1工艺方案分析

1.1薄壁零件图

1.2零件图分析

该零件图是薄壁套类零件由外圆、内孔、外螺纹组成。尺寸标注完整,表面粗糙度为1.6,选用毛坯是45号钢。毛坯尺寸Φ35mm×50mm,表面无热处理等要求。

1.3确定加工方法

确定加工方法的原则是保证加工表面加工精度和表面粗糙度。薄壁类零件应按粗、精加工工序。薄壁件通常需要加工工件的内、外表面。内表面的粗加工和精加工都会导致工件变形,所以应按粗精加工分序。内外表面粗加工后,再内外表面精加工,均匀的去除工件表面多余部分,这样有利于消除切削变形。加工方法多种多样,应结合零件的形状,尺寸,位置,选择合理快捷的加工方法。尺寸公差要求较高,公差值较小。取其基本尺寸加工编程便可。

2工件装夹

2.1定位基准选择

定位基准选择极为重要,他影响到工件加工的尺寸,位置精度从而影响到工件整体的加工质量。

2.2确定零件定位基准

根据基准重合原则以工件左端面或者右端面作为定位基准

2.3装夹方式选择

为了防止工件在切削力的作用下,发生位移偏动。影响工件的位置精度,加工质量甚。至损害刀具机床以及操作安全,合理的装夹具有重要意义。

2.4确定装夹方式

装夹方法:先用三爪自定心卡盘毛坯左端,加工内孔工件精度要求。

3刀具和切削用量选择

切削用量公式:

Vc=πdn/1000(m/min)

N≤1200/p-k

式中Vc ------切削速度,单位m/min;

d-------切削刃上选定点处所对应的工件或道具的回转直径,单位mm;

n------ 工件的转速,单位为r/min;

P------被加工螺纹螺距,单位为mm;

K------保险系数,一般为80;

表3-1工件加工道具卡片

表3-2工件加工工序卡片

典型零件加工工艺

典型零件加工工艺 生产实际中,零件的结构千差万不,但其差不多几何构成不外是外圆、内孔、平面、螺纹、齿面、曲面等。专门少有零件是由单一典型表面所构成,往往是由一些典型表面复合而成,其加工方法较单一典型表面加工复杂,是典型表面加工方法的综合应用。下面介绍轴类零件、箱体类和齿轮零件的典型加工工艺。 第一节轴类零件的加工 一、轴类零件的分类、技术要求 轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中要紧用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件,以传递扭矩。按结构形式不同,轴能够分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等如图6-1,其中阶梯传动轴应用较广,其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。 按照轴类零件的功用和工作条件,其技术要求要紧在以下方面: ⑴尺寸精度轴类零件的要紧表面常为两类:一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈,即支承轴颈,用于确定轴的位置并支承轴,尺寸精度要求较高,通常为IT 5~IT7;另一类为与各类传动件配合的轴颈,即配合轴颈,其精度稍低,常为IT6~IT9。 ⑵几何形状精度要紧指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一样应限制在尺寸公差范畴内,关于周密轴,需在零件图上另行规定其几何形状精度。

⑶相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 ⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求,一样按照加工的可能性和经济性来确定。支承轴颈常为0.2~1.6μm,传动件配合轴颈为0.4~3. 2μm。 ⑸其他热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴类零件的材料、毛坯及热处理 1.轴类零件的材料 ⑴轴类零件材料常用45钢,精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr 15、弹簧钢65Mn,也可选用球墨铸铁;对高速、重载的轴,选用20CrMn Ti、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。 ⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件;大型轴或结构复杂的轴采纳铸件。毛坯通过加热锻造后,可使金属内部纤维组织沿表面平均分布,获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2.轴类零件的热处理 锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理,使钢材内部晶粒细化,排除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。 调质一样安排在粗车之后、半精车之前,以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一样安排在精加工之前,如此能够纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高的轴,在局部淬火或粗磨之后,还需进行低温时效处理。 三、轴类零件的安装方式 轴类零件的安装方式要紧有以下三种。 1.采纳两中心孔定位装夹 一样以重要的外圆面作为粗基准定位,加工出中心孔,再以轴两端的中心孔为定位精基准;尽可能做到基准统一、基准重合、互为基准,并实现一次安装加工多个表面。中心孔是工件加工统一的定位基准和检验基准,它自身质量专门重要,其预备工作也相对复杂,常常以支承轴颈定位,车(钻)中心锥孔;再以中心孔定位,精车外圆;以外圆定位,粗磨锥孔;

‘壳盖’薄壁铝合金件加工工艺

‘壳盖’薄壁铝合金件加工工艺 “壳盖”薄壁铝合金件加工工艺分析中国航空工业集团公司航宇救生装备有限公司(湖北襄阳441002) 袁开波 “壳盖”零件是一个薄壁的铝合金零件,其形状及尺寸如图1所示.零件的主要特点就是壁薄,由于是铝合金件,其强度差,加工时容易变形,要高效率加工合格的零件,加工过程中编制好工艺路线,做好准确的装夹与定位,就至关重要,同时要控制由于切削对零件产生的变形。 图1“壳盖” 注:未注圆角,凸R1.8mm,凹R1mm,未注壁厚0.8mm. 一、工艺分析 考虑到此零件的内、外形均为圆环形状,其主要的加工方法为数车工序完成,数车工序为分别加工内、外形2个步骤。这里就要考虑加工完第一工序后,在进行第二工序加工时的装夹与定位问题。既要能准确装夹与定位,又要使第二工序的加工操作方便。在经过多次的工艺路线分析及相配合的夹具结构设计之后,确定了先加工内形面,并在其端面上制出装夹定位的位置,然后进行外形面的加工。 二、工艺路线

在加工零件的内形面之后,“壳盖”需要安装在一种辅助夹具上,才能进行第二工序的加工,如图2所示。 (a) 第一工序图 (b) 第二工序简图 图2 “壳盖”工艺路线简图 1.第一工序的加工 “壳盖”在第一工序中要完成如图2(a)所示的加工内容,注意保持各个孔与 M64×0.75螺孔的同轴度。由于“壳盖”壁薄,偏心更易使“壳盖”产生变形。 2. 第二工序的加工 如图2(b)所示,型腔口部的M64×0.75螺纹段位为装夹部分,用M64X0.75螺纹与辅助夹具进行定位与连接。其夹具的设计,如图2(b)所示。从图中可以看出,辅助夹具的设计,其型面尺寸与零件的内形面是一致的,零件扣在夹具上,并通过M64X0.75螺纹拧紧,以保证零件内形面与夹具相贴合,这样,在加工外形面时,零件不会产生变形。 3.安装在辅助夹具上“壳盖”切削时加紧状况的分析 零件在装夹后,车刀切削时,零件的状态是否会松动,可通过图3做一个装夹及切削的状况分析。

制造工艺详解——铸造

制造工艺详解——铸造 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。 一、铸造的定义和分类 铸造的定义:是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中,待其冷却凝固后,获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。 常见的铸造方法有砂型铸造和精密铸造,详细的分类方法如下表所示。 砂型铸造:砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得,铸型制造简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,长期以来,一直是铸造生产中的基本工艺。 精密铸造:精密铸造是用精密的造型方法获得精确铸件工艺的总称。它的产品精密、复杂、接近于零件最后形状,可不加工或很少加工就直接使用,是一种近净形成形的先进工艺。

铸造方法分类 二、常用的铸造方法及其优缺点 1. 普通砂型铸造 制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂,硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土,也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。 砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。

砂型铸造用的是最流行和最简单类型的铸件已延用几个世纪.砂型铸造是用来制造大型部件,如灰铸铁,球墨铸铁,不锈钢和其它类型钢材等工序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画,模具,制芯,造型,熔化及浇注,清洁等。 工艺参数的选择 加工余量:所谓加工余量,就是铸件上需要切削加工的表面,应预先留出一定的加工余量,其大小取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。 起模斜度:为了使模样便于从铸型中取出,垂直于分型面的立壁上所加的斜度称为起模斜度。 铸造圆角:为了防止铸件在壁的连接和拐角处产生应力和裂纹,防止铸型的尖角损坏和产生砂眼,在设计铸件时,铸件壁的连接和拐角部分应设计成圆角。 型芯头:为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气,模样和型芯都要设计

典型零件的机加工工艺分析

第4章典型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析,主要内容如下:1.介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2.以轴类、箱体类、拨动杆零件为例,分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求:通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析,能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法,能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §机械加工工艺规程的制订原则与步骤 §机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本,即在保证产品质量前提下,能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题: 1.技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时,应在充分利用本企业现有生产条件的基础上,尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验,并保证良好的劳动条件。 2.经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下,可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案,此时应通过核算或相互对比,一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件,少花钱、多办事。 3.有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施,尽量减轻工人的劳动强度,保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件,所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时,如果发现零件图某一技术要求规定得不适当,只能向有关部门提出建议,不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1.计算零件年生产纲领,确定生产类型。 2.对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前,应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括: (1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。

典型轴类零件的数控加工工艺编制

典型轴类零件的数控加工工艺编制数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行操纵的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备。 本次设计确实是进行数控加工工艺设计典型轴类零件,要紧侧重于该零件的数控加工工艺和编程,包括完成该零件的工艺规程,要紧工序工装设计,并绘制零件图、夹具图等。 通过本次毕业设计,对典型轴类零件的设计又有了深的认识。从而达到了巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析咨询题和解决咨询题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。 关键词:数控技术典型轴类零件加工工艺毕业设计

摘要 (1) 目录 (2) 1.引言 (3) 1.引言 (3) 2.零件分析 (4) 2.1毛坯的选择 (4) 2.2 机床的选择 (4) 3.零件图加工艺分析 (7) 3.1零件的工艺分析 (7) 3.2 零件的加工工艺设计 (11) 4.零件图加工程序编写 (21) 4.1零件左端加工程序编写 (21) 4.2零件右端加工程序编写 (22) 5. 程序调试 (25) 致谢 (26) 参考文献 (27)

数控技术集传统的机械制造技术、运算机技术、成组技术与现代操纵技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体,是现代先进制造技术的基础和核心。数控车床己经成为现代企业的必需品。随着数控技术的不断成熟和进展及市场日益繁荣,其竞争也越来越猛烈,人们对数控车床选择也有了更加宽敞的范畴,对数控机床技术的把握也越来越高。随着社会经济的快速进展,人们对生活用品的要求也越来越高,企业对生产效率也有相应的提高。数控机床的显现实现了宽敞人们的这一愿望。数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度,节约能源、降低消耗的重要手段。是企业进行生产预备、打算调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。也是企业对高品质、高品种、高水平,加速产品更新,提高经济效益的技术保证。这不但满足了宽敞消费者的目的,即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求,同时推动了企业的快速进展,提高了企业的生产效率。 数控工艺规程的编制是直截了当指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件,它将直截了当阻碍企业产品质量、效益、竞争能力。本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析,对零件进行编程加工,给出了关于典型零件数控加工工艺分析的方法,关于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。依照数控机床的特点,针对具体的零件,进行了工艺方案的分析,工装方案的确定,刀具和切削用量的选择,确定加工顺序和加工路线,数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定,充分表达了数控设备在保证加工精度,加工效率,简化工序等方面的优势。 本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计,但由于知识水平与实际体会有限。在设计中会显现一些错误、缺点和疏漏,诚请各位评审老师提出批判和指正。

薄壁零件加工方法和工艺分析

薄壁零件的工艺分析及加工方法 单位名称:陕西长岭电子科技有限责任公司 作者:安小康 2017年3月 2 日 薄壁零件的工艺分析及加工方法 作者:安小康 职业技能鉴定等级:二级 单位名称:陕西长岭电子科技有限责任公司 单位地址:宝鸡市渭滨区清姜璐75号 2017年3月2 日 目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1工艺方案分析 (2) 薄壁零件图 (2) 零件图分析 (2) 确定加工方法 (2) 2工件装夹 (3) 定位基准选择 (3) 确定零件定位基准 (3) 装夹方式选择 (3) 确定装夹方式 (3)

3刀具和切削用量选择 (3) 4零件加工 (5) 5加工注意事项 (7) 安全文明生产 (7) 刀具的选择 (7) 削用量的要求 (7) 6影响薄壁加工因素及解决方法 (8) 受力变形 (8) 受热变形 (9) 振动变形 (9) 总结 (10) 参考文献 (11) 摘要 薄壁工件因为具有重量轻、节约材料、结构紧凑等特点,薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门。但薄壁零件的加工是比较棘手的,原因是薄壁零件刚性差、强度弱,在加工中极容易变形,不易保证零件的加工质量。 薄壁零件的加工问题,一直是较难解决的。薄壁件目前一般采用数控车削的方式进行加工,为此要对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等工艺分析方面进行试验,合理的选择加工方法从而有效地克服了薄壁零件加工过程中出现的变形,保证加工精度。

关键词:薄壁工件工艺分析程序编制加工方法 1工艺方案分析 薄壁零件图 零件图分析 该零件图是薄壁套类零件由外圆、内孔、外螺纹组成。尺寸标注完整,表面粗糙度为,选用毛坯是45号钢。毛坯尺寸Φ35mm×50mm,表面无热处理等要求。 确定加工方法 确定加工方法的原则是保证加工表面加工精度和表面粗糙度。薄壁类零件应按粗、精加工工序。薄壁件通常需要加工工件的内、外表面。内表面的粗加工和精加工都会导致工件变形,所以应按粗精加工分序。内外表面粗加工后,再内外表面精加工,均匀的去除工件表面多余部分,这样有利于消除切削变形。加工方法多种多样,应结合零件的形状,尺寸,位置,选择合理快捷的加工方法。尺寸公差要求较高,公差值较小。取其基本尺寸加工编程便可。 2工件装夹 定位基准选择 定位基准选择极为重要,他影响到工件加工的尺寸,位置精度从而影响到工件整体的加工质量。 确定零件定位基准 根据基准重合原则以工件左端面或者右端面作为定位基准 装夹方式选择

典型零件加工工艺

箱体类零件加工工艺 箱体零件是机器或部件的基础零件,轴、轴承、齿轮等有关零件按规定的技术要求装配到箱体上,连接成部件或机器,使其按规定的要求工作,因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度,而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图1所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。 图1 某车床主轴箱体简图

箱体类零件的结构特点和技术要求分析 图3所示零件为某车床主轴箱体类零件,属于中批生产,零件的材料为HT200铸铁。一般来说,箱体零件的结构较复杂,内部呈腔形,其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析,应针对平面和孔的技术要求进行分析。 1.平面的精度要求箱体零件的设计基准一般为平面,本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面,其中G面和H面还是箱体的装配基准,因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。 2.孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔,称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度,孔的尺寸精度为IT7,孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度,孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差,均应有较高的要求。 3.孔与平面间的位置精度箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面(G、H面)的平行度误差为0.04mm。 4.表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度,本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8μm,装配基面表面粗糙度为1.6μm。 箱体类零件的材料及毛坯 箱体零件的材料常用铸铁,这是因为铸铁容易成形,切削性能好,价格低,且吸振性和耐磨性较好。根据需要可选用HT150~350,常用HT200。在单件小批量生产情况下,为缩短生产周期,可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下,可采用铝镁合金或其它铝合金材料。 铸铁毛坯在单件小批生产时,一般采用木模手工造型,毛坯精度较低,余量大;在大批量生产时,通常采用金属模机器造型,毛坯精度较高,加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔,成批生产大于30mm的孔,一般都铸出预孔,以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造,毛坯精度很高,余量很小,一些表面不必经切削加即可使用。 箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的主要加工表面是孔系和装配基准面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度,孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度,是箱体零件加工的主要工艺问题。 箱体零件的典型加工路线为:平面加工-孔系加工-次要面(紧固孔等)加工。 图1车床主轴箱体零件,其生产类型为中小批生产;材料为HT200;毛坯为铸件。该箱体的加工工艺路线如表1。 表1车床主轴箱体零件的加工工艺过程

薄壁零件加工方法和工艺分析

薄壁零件加工方法和工 艺分析 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

薄壁零件的工艺分析及加工方法 单位名称:陕西长岭电子科技有限责任公司 作者:安小康 2017年 3月 2 日 薄壁零件的工艺分析及加工方法 作者:安小康 职业技能鉴定等级:二级 单位名称:陕西长岭电子科技有限责任公司 单位地址:宝鸡市渭滨区清姜璐75号 2017年 3月 2 日 目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1工艺方案分析 (2) 薄壁零件图 (2) 零件图分析 (2) 确定加工方法 (2) 2工件装夹 (3) 定位基准选择 (3) 确定零件定位基准 (3) 装夹方式选择 (3) 确定装夹方式 (3)

3刀具和切削用量选择 (3) 4零件加工 (5) 5加工注意事项 (7) 安全文明生产 (7) 刀具的选择 (7) 削用量的要求 (7) 6影响薄壁加工因素及解决方法 (8) 受力变形 (8) 受热变形 (9) 振动变形 (9) 总结 (10) 参考文献 (11) 摘要 薄壁工件因为具有重量轻、节约材料、结构紧凑等特点,薄壁零件 已日益广泛地应用在各工业部门。但薄壁零件的加工是比较棘手的,原 因是薄壁零件刚性差、强度弱,在加工中极容易变形,不易保证零件的 加工质量。 薄壁零件的加工问题,一直是较难解决的。薄壁件目前一般采 用数控车削的方式进行加工,为此要对工件的装夹、刀具几何参数、程 序的编制等工艺分析方面进行试验,合理的选择加工方法从而有效地克 服了薄壁零件加工过程中出现的变形,保证加工精度。

关键词:薄壁工件工艺分析程序编制加工方法 1工艺方案分析 薄壁零件图 零件图分析 该零件图是薄壁套类零件由外圆、内孔、外螺纹组成。尺寸标注完整,表面粗糙度为,选用毛坯是45号钢。毛坯尺寸Φ35mm×50mm,表面无热处理等要求。 确定加工方法 确定加工方法的原则是保证加工表面加工精度和表面粗糙度。薄壁类零件应按粗、精加工工序。薄壁件通常需要加工工件的内、外表面。内表面的粗加工和精加工都会导致工件变形,所以应按粗精加工分序。内外表面粗加工后,再内外表面精加工,均匀的去除工件表面多余部分,这样有利于消除切削变形。加工方法多种多样,应结合零件的形状,尺寸,位置,选择合理快捷的加工方法。尺寸公差要求较高,公差值较小。取其基本尺寸加工编程便可。 2工件装夹 定位基准选择 定位基准选择极为重要,他影响到工件加工的尺寸,位置精度从而影响到工件整体的加工质量。 确定零件定位基准 根据基准重合原则以工件左端面或者右端面作为定位基准 装夹方式选择

零件的数控加工工艺分析

三.零件的数控加工工艺分析 (一)数控加工的基础知识 1.概述零件的数控加工过程 在数控机床上加工零件时,首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化。先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数、刀具参数,再按数控机床规定采用的代码和程序格式,将与加工零件有关的信息如工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数(主轴转速、切削进给量、背吃刀量)以及辅助操作(换刀、主轴的正转与反转、切削液的开与关)等编制成数控加工程序,然后将程序输入到数控装置中,经数控装置分析处理后,发出指令控制机床进行自动加工。 数控车床工作过程:如图所示。数控车床工作大致分为下面几个步骤: 1)根据零件图要求的加工技术内容,进行数值计算、工艺处理和程序设计。 2)将数控程序按数控车床规定的程序格式编制出来,并以代码的形式完整记录在存储介质上,通过输入(手工、计算机传输等)方式,将加工程序的内容输送到数控装置。 3)由数控系统接收来的数控程序(NC代码),NC代码是由编程人员在CAM软件上生成或手工编制的,它是一个文本数据,表现比较直观,较容易地被编程人员直接理解,但却无法为软件直接利用。 4)根据X、Z等运动方向的电脉冲信号由伺服系统处理并驱动机床的运动结构(主轴电动机、进给电动机等)动作,使机床自动完成相应零件的加工。 2.切削加工必须具备的两种运动 1)主运动:主运动是切除工件多余金属层,形成工件新表面的必要运动。它是由机床提供的主要运动。主运动的特点是速度最高,消耗功率最多。切削加工中只有一个主运动,它可由工件完成,也可由刀具完成。如车削时工件的旋转运动、铣削和钻削时和钻头的旋转运动等都是主运动。 2)进给运动:进给运动是把切削金属层间断或连续投入切削的一种运动,与主运动相配合即可 不断切削金属层,获得所需的表面。进给运动的特点是速度小、消耗功率少。切削加工中进给运动可以是一个、两个或多个。它可以是连续的运动,如车削外圆时,

典型零件选材及工艺分析

典型零件选材及工艺分析 一,齿轮类 机床、汽车、拖拉机中,速度的调节和功率的传递主要靠齿轮机床、汽车和拖拉机中是一种十分重要、使用量很大的零件。 齿轮工作时的一般受力情况如下: (1)齿部承受很大的交变弯曲应力; (2)换当、启动或啮合不均匀时承受击力; (3)齿面相互滚动、滑动、并承受接触压应力。 所以,齿轮的损坏形式主要是齿的折断和齿面的剥落及过度磨损。据此,要求齿材料具有以下主要性能: (1)高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度; (2)齿面有高的硬度和耐磨性; (3)齿轮心部有足够高的强度和韧性。 此外,还要求有较好的热处理工艺性,如变形小,并要求变形有一定的规律等。下面以机床和汽车、拖拉机两类齿轮为例进行分析。 (一)机床齿轮 机床中的齿轮担负着传递动力、改变运动速度和运动方向的任务。一般机床中的齿轮精度大部分是7级精度(GB179-83规定,精度分12级,用1、2、3、……12表示,数字愈大者,精度愈低)。只是在他度传动机构中要求较高的精度。

机床齿轮的工作条件比起矿山机械、动力机械中的齿轮来说还属于运转平稳、负荷不大、条件较好的一类。实践证明,一般机床齿轮选用中碳钢制造,并经高频感应热处理,所得到的硬度、耐磨性、强度及韧性能满足要求,而县市频淬火具有变形小、生产率高等优点。 下面以C616机床中齿轮为例加以分析。 1、高频淬火齿轮的工工艺线 2、热处理工序的作用正火处理对锻造齿轮毛坯是必需的热处理工序,它可以使同批坯料具有相同的硬度,便于切削加工,并使组织均匀,消除锻造应力。对于一般齿轮,正火处理也可作为高频淬火前的最后热处理工序。 调质处理可以使齿轮具有较高的综合机械性能,提高齿轮心部的强度和韧性,使齿轮能承受较大的弯曲应力和冲击力。调质后的齿轮由于组织为回火索氏体,在淬火时变形更小。 高频淬火及低温回火是赋予齿轮表面性能的关键工序,通过高频淬火提高了齿轮表 面硬度和耐磨性,并使齿轮表面有压应力存在而增强了抗疲劳破坏的能力。为了消除淬火应力,高频淬火后应进行低温回火(或自行回火),这对防止研磨裂纹的产生和提高抗冲击能力极为有利。 3、齿轮高频淬火后的变形情况齿轮高频淬火后,其变形一般表现为内孔缩小,外径不变或减小。齿轮外径与内径之比小于1.5时,内径略胀大;当齿轮有键槽时,内径向键槽方向胀大,形成椭圆形,齿间椭圆形,齿间亦稍有变形,齿形变化较小,一般表现为中间凹0.002~0.0005㎜。这些微小的变形对生产影响不大,因为一般机床用的7级精度齿轮,淬火回火后,均要经过滚光和推孔才成为成品。

薄壁零件的加工方法与实例分析

薄壁零件的加工方法与实例分析 发表时间:2018-10-19T09:34:07.710Z 来源:《电力设备》2018年第16期作者:杨靓赵在柱王小伟[导读] 摘要:在车削时因为薄壁零件的壁厚度还不到孔径的1/15,所以装夹非常的困难,非常容易出现震动和热变形的情况,零件的尺寸、形位精度以及表面的粗糙程度都会受到影响。 (中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨 150066) 摘要:在车削时因为薄壁零件的壁厚度还不到孔径的1/15,所以装夹非常的困难,非常容易出现震动和热变形的情况,零件的尺寸、形位精度以及表面的粗糙程度都会受到影响。讨论了薄壁零件的加工办法,并对实际加工工艺进行了分析。装夹零件可以使用液性塑料定 心夹具来进行,这样可以降低零件变形的概率,从而对薄壁零件的加工精度进行确定,并使薄壁零件满足最初的设计标准和使用要求。 关键词:薄壁零件;加工;分析在现代五金制造行业薄壁零件得到了广泛使用,而防止变形是对薄壁零件进行车削加工过程中的关键,在实际车削过程中导致零件出现变形的主要原因有切削力度、夹紧力度、切削热、定位过程中产生误差以及加工零件弹性出现了变形等等,其中夹紧力度和切削力度是对零件加工精度影响最大的两个因素。由此可以看出对切削用量进行科学合理的选择、对刀具的几何角度进行科学确定以及减少对零件的切削力度和切削热的重要性,降低零件变形的有效方式就是对夹紧方法以及夹紧力度的大小进行改变。 1通过车削对薄壁零件进行加工 1.1加工方法 1.1.1提高辅助支承面 对薄壁零件进行车削时的刚性以及减小变形可以通过辅助支承面来提升。 1.1.2对夹紧力方向和着力点进行改变 夹紧力的方向应该选择在可以降低夹紧力的部位。例如套类的薄壁零件可以将纵向夹紧力改为横向夹紧力。而圆盘类的薄壁零件可以将横向夹紧力改为纵向夹紧力。当薄壁零件纵向和横向的刚性都比较差时,要保持夹紧力和切削力方向一致,这也是将小夹紧力改为大夹紧力的有效方法。支撑点的正对面和切削力部位周围应该是夹紧力的着力点,可降低发生变形的概率。 1.1.3夹紧力机构 可以使均匀夹紧力机构替换局部夹紧力机构,可以选择大面软爪、扇形软爪以及开缝套筒和液性塑料定心夹具来进行,从而降低变形的发生概率。 1.1.4分离粗、精加工 当对粗、精加工过程中使用同一种夹具的时候,由于粗加工的余量大,因此需要比较大的切削力度,更需要很大的夹紧力度。而精加工和粗加工正好相反,其余量小,切削深度也小,因此也不需要太大的夹紧力度。对夹紧装置的夹紧力度可以进行相应减小,从而可以减小由于夹紧力而导致的变形,并使加工精度得到提高。 1.1.5增添工艺加强筋 在对薄壁零件进行加工时,可以对夹紧部位进行设计并铸造出工艺加强筋,从而减少夹紧变形的发生几率,在加工过程中提高精度。 1.2刀具选用 在对薄壁零件进行车削加工时,刀具的主偏角一定要控制好,并且刃倾角要取正值,刀具的刀刃必须要打磨锋利,但是刃磨负倒棱的过程中力度一定要轻。在加工零件过程中通常取刀具前后角的最大值。 1.3切削用量选择 刚性差、容易变形是薄壁零件主要特点,因此在车削过程中应该按照同种材料的切削深度和进给量来进行选择,取其最小值。在对车削速度取正常值的时候,薄壁零件的变形程度会受到所产生的切削温度的直接影响,在车削过程中必须要对冷却润滑液进行充分使用,以此来减少切削温度对薄壁零件加工精度所造成的影响。 2加工实例 2.1车削加工薄壁衬套及组合体 液性塑料自动定心夹具组合件(图1),其主要有底座和衬套(图2)两组分组成,车削加工主要保证零件的精度。使用45号钢锻件作为底座毛坯,33-38为淬火洛氏硬度(HRC)。薄壁零件包括衬套在内,40Cr钢锻件为毛坯,38-42为淬火洛氏硬度(HRC)。图3展示的为衬套粗加工。

典型零件的加工工艺分析案例

典型零件的加工工艺分析案例 实例. 以图A-54所示的平面槽形凸轮为例分析其数控铣削加工工艺。 图A-54 平面槽型凸轮简图 案例分析: 平面凸轮零件是数控铣削加工中常用的零件之一,基轮廓曲线组成不外乎直线—曲线、圆弧—圆弧、圆弧—非圆曲线及非圆曲线等几种。所用数控机床多为两轴以上联动的数控铣床,加工工艺过程也大同小异。 1. 零件图纸工艺分析 图样分析要紧分析凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等。 本例零件是一种平面槽行凸轮,其轮廓由圆弧HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF所组成,需要两轴联动的数控机床。材料为铸铁、切削加工性较好。 该零件在数控铣削加工前,工件是一个通过加工、含有两个基准孔直径为φ280mm、厚度为18mm的圆盘。圆盘底面A及φ35G7和φ12H7两孔可用作定位基准,无需另作工艺孔定位。 凸轮槽组成几何元素之前关系清晰,条件充分,编辑时所需基点坐标专门容易求得。 凸轮槽内外轮廓面对A面有垂直度要求,只要提升装夹度,使A面与铣刀轴线垂直,即可保证:φ35G7对A面的垂直度要求由前面的工序保证。 2. 确定装夹方案

一样大型凸轮可用等高垫块垫在工作台上,然后用压板螺栓在凸轮的孔上压紧。外轮廓平面盘形凸轮的垫板要小于凸轮的轮廓尺寸,不与铣刀发生干涉。对小型凸轮,一样用心轴定位,压紧即可。 按照图A-54所示凸轮的结构特点,采纳“一面两孔”定位,设计一“一面两销”专用夹具。用一块320mm×320mm×40mm的垫块,在垫块上分别精镗φ35mm及φ12mm两个定位销孔的中心连接线与机床的x轴平行,垫块的平面要保证与工作台面平行,并用百分表检查。 图A-55为本例凸轮零件的装夹方案示意图。采纳双螺母夹紧,提升装夹刚性,防止铣削时因螺母松动引起的振动。 图A-55凸轮装夹示意图 3. 确定进给路线 进给路线包括平面内进给和深度进给两部分路线。对平面内进给,对外凸轮廓从切线方向切入,对内凹轮廓从过渡圆弧切入。在两轴联动的数控铣床上,对铣削平面槽形凸轮,深度进给有两种方法:一种是xz(或yz)平面来回铣削逐步进刀到即定深度;另一种方法是先打一个工艺孔,然后从工艺孔进刀到即定深度。 本例进刀点选在(150,0),刀具在y+15之间来回运动,逐步加深铣削深度,当达到即定深度后,刀具在xy平面内运动,铣削凸轮轮廓。为保证凸轮的工件表面有较好的表面质量,采纳顺铣方式,即从(150,0)开始,对外凸轮廓,按顺时针方向铣削,对内凸轮廓按逆时针方向铣削,图A -56所示为铣刀在水平面的切入进给路线。 图A-56 平面槽形凸轮的切入进给路线 4. 选择刀具及切削用量 铣刀材料和几何参数要紧按照零件材料切削加工性、工件表面几何形状和尺寸大小不一选择;切削用量则依据零件材料特点、刀具性能及加工

典型零件机械加工工艺设计与实施期末测试答案

典型零件机械加工工艺设计与实施 期末测试参考答案 一、填空题(每空1分,共30分): 1、铸件、锻件、焊接件、冲压件 2、粗基准、精基准 3、基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔 4、通规、止规 5、成形法、展成法 6、直齿、斜齿圆柱齿轮、蜗轮 7、弟y齿、珩齿、磨齿 8 500 9、盘形插齿刀、碗形直齿插齿刀、锥柄插齿刀 10、平行孔系、同轴孔系、交叉孔系。

11 找正法、镗模法、坐标法、

、选择题(每小题5分,共10 分)

工床身时,导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀,故应选导轨面作粗基准加工床身底面,然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面,此时从导轨面上去除的加工余量可较小而均匀。 3、试述单刃镗刀镗削具有以下特点。 答:单刃镗刀镗削具有以下特点 镗削的适应性强。 镗削可有效地校正原孔的位置误差。 镗削的生产率低。因为镗削需用较小的切深和进给量进行多次走刀以减小刀杆的弯曲变形,且在镗床和铣床上镗孔需调整镗刀在刀杆上的径向位置,故操作复杂、费时。 镗削广泛应用于单件小批生产中各类零件的孔加工。 4、铣削加工可完成哪些工作?铣削加工有何特点? 答:1)铣削应用范围:铣床是机械加工主要设备之一,在铣床上用铣刀对工件进行加工的方法称为铣削。它可用来加工平面、台阶、斜面、沟槽、成形表面、齿轮和切断等。如图5—11所示为铣床加工应用示例。 2)铣削特点: (1)生产率高铣削时铣刀连续转动,并且允许较高的铣削速度,因此具有较高的生产率(2)断续切削铣削时每个刀齿都在断续切削,尤其是端铣,铣削力波动大,故振动是不可

高速铣削时刀齿还要经受周期性的冷、热冲击,容易出现裂纹和崩刃,使刀具耐用度下 降。 (3)多刀多刃切削 铣刀的刀齿多,切削刃的总长度大,有利于提高刀具耐用度和生产 率,优点不少。但也存在下述两个方面的问题:一是刀齿容易出现径向跳动,这将造成 刀齿负荷不等,磨损不均匀,影响已加工表面质量;二是刀齿的容屑空间必须足够,否 则会损坏刀齿 五、分析与计算题(每小题9分,共18分) 1、解:(1)电动机(1450r/min — 40, 26, 33 - 325 58 72 65 -—[聖—M3-主轴],[M2 61 —17-主轴] 81 (2) 3X 2 = 6 (3) n min = 1450X 100 X 26 X 17 =33.81344mm 325 72 81 2、 解:先画出尺寸链。 确定圭寸闭环:A0=0.1?0.4mm 命⑴ 90 °严 增环:A2= 0 mm 0.03 ES 减环:A1=A3=6 0.01mm 、 A 4EI m n 1 然后用极值法公式:A 0 A , A j i 1 j m 1

典型零件的机械加工工艺的分析

型零件的机械加工工艺分析 本章要点 本章介绍典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析,主要内容如下: 1.介绍机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 2.以轴类、箱体类、拨动杆零件为例,分析零件机械加工工艺规程制订的全过程。 本章要求:通过典型零件机械加工工艺规程制订的分析,能够掌握机械加工工艺规程制订的原则和方法,能制订给定零件的机械加工工艺规程。 §4.1 机械加工工艺规程的制订原则与步骤§4.1.1机械加工工艺规程的制订原则 机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本,即在保证产品质量前提下,能尽量提高劳动生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题: 1.技术上的先进性 在制订机械加工工艺规程时,应在充分利用本企业现有生产条件的基础上,尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验,并保证良好的劳动条件。 2.经济上的合理性 在规定的生产纲领和生产批量下,可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案,此时应通过核算或相互对比,一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件,少花钱、多办事。 3.有良好的劳动条件 在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施,尽量减轻工人的劳动强度,保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。 由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件,所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时,如果发现零件图某一技术要求规定得不适当,只能向有关部门提出建议,不得擅自修改零件图或不按零件图去做。 §4.1.2 制订机械加工工艺规程的内容和步骤 1.计算零件年生产纲领,确定生产类型。 2.对零件进行工艺分析 在对零件的加工工艺规程进行制订之前,应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括: (1)分析零件的作用及零件图上的技术要求。 (2)分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计基准等; (3)分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性。 3.确定毛坯

薄壁零件的加工工艺和夹具设计

摘要: 本文系统设计了薄壁零件的数控车削加工工艺。通过探讨薄壁零件在加工中存在的易变形、零件尺寸精度、位置精度及表面粗糙度不易保证等技术问题,对加工难点进行分析,给出了加工工艺路线和加工方案,通过优化、完善夹具设计和切削参数,防止了薄壁零件加工变形、保证了较好的尺寸精度和位置精度,从而有效解决薄壁零件的车削加工难题。 由于薄壁零件刚性差、强度弱,在加工中极易变形,是零件的形位公差增大,不易保证零件的加工质量。因此对薄壁零件的装夹,切削加工过程中刀具的合理选用及切削量的选择,提出了严格要求。 在普通车床上加工形状较复杂、有一定精度要求、且需要多把刀具进行加工的批量零件时,不仅需要频繁换刀和装夹,花费大量的人力和时间,而且加工出来的零件质量取决于加工人员的技术水平, 产品质量得不到充分的保证。而运用数控车床,结合传统的加工工艺,不但能大大缩短加工时间、提高加工精度,而且成品率高、产品质量稳定。 所以,在运用数控机床加工过程中为保证被加工薄壁件的必要的精度,有同轴度要求的内外圆柱面或有垂直度要求的外圆与端面,尽可能在一次装夹中完成;需要编制其加工路线、合理的选择个阶段的加工参数并编写高质量的数控加工程序。为完全保证零件的形位公差需要设计其装夹的夹具,为此,对零件图纸、零件加工及时效处理等方面都认真地进行了分析和研究。

图1-1 由图1-1可看出,?64mm的外圆对?60mm的内孔的同轴度,?64的外圆的圆度和表面质量以及内孔尺寸精度的加工是该薄壁零件最主要的加工难点。因为该零件刚性差、强度弱,在加工中极易变形,表面质量、垂直度及同轴度难以保证。镗削内孔时应一次装夹中加工出来,以保证该零件的尺寸精度。针对薄壁零件壁薄、刚性差、易变形的特点,可设计该薄壁零件专用夹具装夹,以保证零件的尺寸精度和形位公差达到图纸技术要求。这些加工难点的存在,使得加工过程中刀具选择、加工工艺路线安排、工艺装夹方式确定等对于该零件是否合格非常关键。

车床零件加工工艺

轴类零件的数控加工工艺分析与编制 班级 姓名 学号 综合成绩 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 项目一轴类零件的数控加工工艺分析与编制 零件图 任务一、零件图纸的工艺分析 该零件由圆柱、槽、螺纹等表面形成 设计基准径向以轴线为基准,轴向以工件右端面为基准。 未注倒角C1 表面粗糙度为Ra3.2,Ra1.6 工件材料为45钢 任务二、工艺路线的拟定 1、表面加工的方法 粗车---精车 粗车1.5 精车0.5 精度等级 IT7,IT8 表面粗糙度 3.2,1.6 2、毛坯尺寸 ?15mm*145mm 3、工序划分 任务三、机床的选择 零件毛坯尺寸:?35mm*145mm 零件最高精度:IT7,IT8 刀具类型:外圆车刀、螺纹刀 机床:CK6141 机床参数 主电机功率:4000(kw)

刀具数量:4 最大加工长度:1000(mm) 最大加工直径:58(mm) 最大回转直径:224(mm) 精度级:IT6~IT8 卡盘:三爪卡盘 任务四、装夹方案及夹具的选择 通过对刀的方式找基准 径向基准为轴线 轴向基准为工件两端面 夹具为三爪卡盘 任务五、刀具的选择 工件材料:45钢 刀具材料:硬质合金(刀片) P类:精JC215V(黛杰) 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢,是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务五、刀具的选择 工件材料:45钢 刀具材料:硬质合金(刀片) P类:精JC215V(黛杰) 粗JC450V 适用加工结构钢、工具钢、耐热钢、铸钢可锻造钢,是钢材连续切削加工首选刀具材料 任务六、刀片规格 外圆车刀 CNMG080404 切槽刀 N123H2-03 50-0004-GF 螺纹刀 R166.0G-16MM01-150 任务七、切削用量的选择 1.8切削用量选择

薄壁零件加工方法研究

薄壁零件加工方法研究 【摘要】在实际生产加工中,薄壁零件由于其刚性差、易变形等特点,导致其尺寸精度、形位精度及表面质量难以得到保证,给加工增加了不少难度。本文对切削加工中常见问题进行分析,提出相应方案加以解决改善,并对几种新型的切削加工方法进行了简单介绍。 【关键词】薄壁零件;加工变形;工艺措施;误差补偿;高速切削 薄壁零件通常也叫薄壳零件,这类零件的壁厚和它的轴向或径向尺寸比较相差很悬殊,一般认为零件的壁厚与零件最大尺寸比值小于1/20时,就属于薄壁零件。由于这类零件具有重量轻,节省材料,结构紧凑,占空间位置少等特点,因此在机械、航空航天、船舶等很多领域中有较广泛的应用。当然这类零件的加工方法有多种,例如车削、冲压、焊接、滚压等,但对于一些截面比较复杂而尺寸精度和表面粗糙度要求又比较高的薄壁零件,经常采用车削的方法来加工,因此车床上车削加工薄壁零件是一种很重要很普遍的加工方法。 在实际车削加工过程中,由于薄壁零件的毛坯刚性差、强度弱,所以容易发生变形,导致零件的几何精度、位置精度、表面质量等受到影响,易保证零件的加工质量,给车削加工带来一定的困难。因此如何提高薄壁零件的加工精度,减少加工变形,保证产品合格率是业界内越来越关心的话题。因此对薄壁零件切削过程中的常见问题及解决方法作如下讨论。 1.工件装夹不当产生变形 薄壁零件在夹紧力的作用下容易产生变形,影响工件的尺寸精度和形状精度。车削时为了方便,常采用三爪自定心卡盘装夹工件,如图所示,用三爪自定心卡盘装夹薄壁圆柱零件外圆加工内孔时的示意图。当卡爪夹紧工件时,由于卡爪和工件外圆表面间的接触面太小,导致夹紧力分布不均匀,在夹紧力的作用下,工件与卡爪接触的部位产生弹性变形,使零件呈现出三棱形如图1。三棱形内孔经过车削加工为圆柱孔后,不松开卡爪测量孔的尺寸,完全能符合零件图所规定的尺寸要求如图2。但由于内孔的加工是在工件已产生弹性变形的状态下车出来的,加工完毕松开卡爪后,卸下的工件外圆因弹性变形恢复成圆形,而已加工出的圆柱孔则变成三棱形,如图3所示。 同理用一般三爪卡盘的卡爪涨紧薄壁件的内孔加工外圆表面时,也会出现类似的变形情况。 为避免出现这种情况,可用措施如下: 1.1采用开口过渡环 根据工件的外径做一个开口过渡环,将其装配在工件在外面,三爪卡盘直接

薄壁工件加工的因素及方法

摘要:薄壁零件已广泛地应用在各种机械设备中,因为它结构紧凑,质量轻,主要是用来支撑轴上的零件及起导向作用的,此种零件刚性低、强度弱、产生振动大量的切削热,加工中易产生变形,从而影响工件的尺寸精度和形状精度。针对以上问题,文章提出从薄壁件加工工序安排、刀具的几何参数、切削用量的选用及装夹工艺方面进行优化。 关键词:薄壁件工件精度加工优化 一、影响薄壁件加工因素 1.工件薄壁,在夹紧力的作用下易变形,从而影响工件的尺寸精度和形状度。 2.在加工中产生切削热引起薄壁件热变形,影响尺寸精度。 3.在切削背向力的作用下,易产生振动和变形,影响工件尺寸精度、表面粗糙度及形位精度。 二、减少薄壁工件变形的方法 1.采用粗精车分序加工:在粗车时考虑到切削余量较大和提高加工效率,相应的夹紧力稍大些。精车前适当释放卡爪,消除粗车时因切削力过的引起的变形,精车时夹紧力可稍小些,加工完成。 2.刀具的几何参数:刀具参数的合理选择是反映切削过程中多因素综合效果的重要标志。切削角度、刃口的形状在切削中都是相互影响的,侧重于保持刀刃的锋利和切削过程的稳定,从而减小切削力,应选较大的前角,较小的刀尖角。从减小振动方面应采用较小的刀具后角增大刀具后面与工件的接触面积,达到消振的目的。 3.精车薄壁工件时,要求刀柄的刚度高,车刀的修光刃不宜过长(一般取0.15mm―0.3mm),刃口要锋利。 4.切削用量的选择:切削力与背吃刀量、切削速度、进给量密切相关,当背吃刀量和进给量同时加大,切削力就大,工件变形也大;减少背吃刀量、增大进给量(0.6-0.8mm/r),切削力虽然有所下降,但工件的表面残余面积大,粗糙度增加,同时导致零件变形。一般粗加工时背吃刀量和进给量可以大些,精加工时背吃刀量在0.3―0.5mm左右,进给量应在0.15mm/min左右,精车时选用高的切削速度,三者要选用合适,可以提高加工精度。 5.装夹工艺的选择:使用开缝套筒或特制的软爪,增大装夹时的接触面积,使夹紧力均布在薄壁工件上,从而减少夹紧产生的变形。在切削时浇注充分的切削液,是防止和减少薄壁工件变形的有效方法。 使用吸振材料,用软橡胶管、棉纱、泡沫等填充或包裹薄壁工件,能起到减少振动和消除噪声的作用,也可填充低熔点物质的方法车削薄壁套,减少工件的变形。另外,车床的间隙调整到合适的程度也是提高机床刚性的重要手段。 [加工实例] 图1所示为我校企合作单位一薄壁工件,采用设备是沈阳数控机床配备广州数控系统gsk980ta的数控机床。为能提高零件合格率,我们改进了工装,优化了刀具的几何参数和切削用量,保证了工件质量。 件1为内孔尺寸加工完成外圆待加工的工件,左端为卡盘夹持的部位,直径100mm,长度50mm,件2为开口的锥度涨胎,锥度比为1:30,件3为芯轴,相同的锥度,利用螺纹的锁紧使件2锥度开口处与工件充分接触,使工件在夹具能够良好的定位和传递切削力,既防止了振动,又有利于切削加工,在件2和件3配合面处涂抹润滑油有利于拆卸。 [刀具和切削参数] 外圆粗精车均用主偏角93度,刀尖角55度的机夹车刀,刚性强,减少振动,红硬性好,耐磨损,无需刃磨刀具。 外圆粗车主轴转速为800-900r/min-左右,进给速度f100-f120,预留精车余量0.3mm

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