数控车床薄壁零件的加工

2016-07-01 12:07林新
求知导刊 2016年13期
关键词:装夹薄壁螺纹

林新

摘 要:随着科学技术的不断发展,薄壁零件在工业加工生产的过程中的应用也越来越广泛,薄壁零件具有重量轻、结构密的特性。在加工过程中,其刚度差,强度弱,容易受到振动,其质量难以保证。本文将对薄壁零件加工过程中所出现的状况进行分析,对其加工工艺进行探究,以期提高加工技术,保证高效率生产。

1.数控加工过程中影响薄壁零件精度的因素分析

薄壁零件的重要特点是轻,保证薄壁零件的加工精度是加工生产过程中的难点之一,要想保证加工过程中不出现变形、报废等情况,就必须在加工过程中严格控制加工工艺,严格地控制计算精度。

对薄壁零件的加工,要保证其精度以及避免加工过程中零件受热变形。一般情况下,外壁比较薄的零件在加工过程中一旦受热,都会出现变形等现象,这将导致零件精度差,不符合质量标准。另外,薄壁零件装夹完成后,在粗车、精车过程中,无法避免受热,结果就会出现零件变形等问题。

薄壁零件的材料一般是比较轻薄的,在外界压力下,它会变形,造成薄壁零件发生不同程度的变化。一般而言,薄壁零件在加工过程中受到径向切削力的影响,会出现振动现象,对零件的外观以及表面的粗糙程度都会产生一定的影响。

在薄壁零件的加工过程中,刀具的主偏角一般决定径向的切削力和零件的分配角度,对薄壁零件来说,它的刚性较差,刀具的角度问题会直接造成零件表面粗糙度的不均匀。

2.实际应用中提高薄壁零件加工精度

(1)分析工件特点。通常在利用数控车床加工薄壁零件时,需要考虑两个问题,即装夹的定位与加工精度。下面具体介绍装夹定位。①装夹定位。薄壁零件主要以45号钢作为核心材料,螺纹厚2.0mm。由于该零件比较轻薄,不适合采用三爪卡盘的装夹工艺,加上夹紧力的作用点和车削的受力点之间距离较大,需要车削M24号螺纹。而此时零件的受力增大,但刚性不够,易于发生振动。因而还需全面考虑装夹的定位问题。②零件的加工精度。当前,常用FANUC-0i数控体系的螺纹编辑指令主要包括G76、G92、G32等,其中G76螺纹的车削过程多用斜入式的进刀方式来完成,而G92螺纹的加工虽能取得较高的牙形精度,但因其用直进式的进刀方式进行车削,难免会产生较大的车削力,阻碍切屑排放,同时会加快刀刃的磨损。特别是在车削较大间距的螺纹时因切削力度太大,刀刃损伤快,易于引起螺纹中径出现误差。至于G32,只适合简单螺纹的切削工艺。

从以上对比可以看出,简单地用一个命令用于车削螺纹是不科学的,G92和G76混合编程,螺纹粗加工采用G76,G92进行精加工,在薄壁螺纹加工中将有两个优点:一方面,可以避免因为切割的薄壁零件的变形量;另一方面,可以保证螺纹加工精度。

(2)优化夹具设计。由于工件薄、刚性差,如果采用常规的方法对工件进行装夹和切削加工,将受到轴向切削力和热变形的影响,工件变形,则很难满足技术要求。因此,有必要设计一套适合上述零件的专用夹具。

(3)合理选择刀具。①内镗孔刀采用机夹刀,刀具更换时间缩短,不用刃磨工具,具有良好的刚度,可减少振动变形,防止产生振动痕。②外圆粗、精车均选用硬质合金 90°车刀。③螺纹刀选用机夹刀,尖端角度标准,耐磨,易更换。

(4)切削用量。①内孔粗车时,主轴转速每分钟500~600转,进 给 速 度F0.2~F0.25,留精车余量0.2~0.3mm。

②内孔精车时,主轴转速每分钟1100~1200转,为了获得更好的表面粗糙度,进给速度F0.1~F0.15,采用一次走刀加工完成。③外圆粗车时,主轴转速每分钟1100~1200转,进给速度F0.25~F0.3,留精车余量0.3~0.5mm。④外圆精车时,主轴转速每分钟1100~1200转,进给速度 F0.1~F0.15,采用一次走刀加工完成 。

(5) 加工时的几点注意事项。①工件要夹紧,以防在车削时打滑飞出而伤人和扎刀。②在车削时使用适当的冷却液(如煤油),可减少受热变形等情况发生 ,使其更好地达到标准。

参考文献:

[1]王 蕊.数控车床对薄片、薄壁零件的加工[J].科技与创新,2015,(18):128-129.

[2]张绍勇.浅析数控车床加工薄壁零件精度的影响因素[J].黑龙江科技信息,2013,(28):26.

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