特殊形狀零件加工方法探討
發(fā)布日期:2011-11-25 蘭生客服中心 瀏覽:3272
針對(duì)如圖1所示的零件形狀或類似形狀的零件,兩端呈階梯圓柱或圓臺(tái)形,中間為正六棱柱,中心為階梯狀空心圓柱,且六方兩端的圓柱直徑與六方的對(duì)邊距離接近。初步分析其加工方法主要有以下幾種:
(1)機(jī)械切削加工:即采用車削和鉆削的加工方法;
(2)冷擠壓加工:無(wú)切削加工;
(3)擠壓加切削:即先擠到一定的形狀以后,再進(jìn)行切削加工,這樣可以降低擠壓模具的設(shè)計(jì)和制造難度,特別是A段的難度。
圖1 特殊形狀零件
下面對(duì)各加工方法的工藝及特點(diǎn)分述如下:
1 機(jī)械切削加工
采用機(jī)械切削加工的方法,首先要選好原材料(如六方鋼),然后按下述工藝進(jìn)行加工:
車大徑外圓F;車小徑外圓E;鉆孔D;切斷;重新裝夾掉頭車A;打中心孔;鉆預(yù)孔;鉆鉸孔B;鉆鉸孔C。
上述加工工藝適用于在普通車床上加工,每個(gè)零件大約需要加工時(shí)間15分鐘,如果改用六軸自動(dòng)車床進(jìn)行加工,可達(dá)到20~30秒鐘加工一件,各工位工藝如下:
(1)粗車外圓F,A加工到尺寸;鉆孔B超過(guò)孔深的1/2;
(2)粗車小徑E;鉆孔B到規(guī)定尺寸;
(3)精車外圓F到尺寸;鉆孔C超過(guò)孔深的1/3;
(4)滾字(型號(hào))鉆孔C超過(guò)孔深的2/3;
(5)精車小徑E,退刀槽;鉆孔C到尺寸;
(6)切斷。
2 冷擠壓加工
冷擠壓是金屬壓力加工中的先進(jìn)工藝之一,它具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)節(jié)約原材料。冷擠壓是一種塑性加工工藝,它在不破壞金屬性質(zhì)的前提下使金屬體積作塑性轉(zhuǎn)移,達(dá)到少切削、無(wú)切削而使金屬成形。這樣就避免了切削加工時(shí)形成的大量金屬?gòu)U屑,大量節(jié)約鋼鐵及各種金屬材料。
(2)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。冷擠壓在壓力機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn),操作方便,容易掌握,生產(chǎn)率很高。
(3)可加工形狀復(fù)雜的零件。
(4)冷擠壓件的強(qiáng)度大,剛性高。
(5)冷擠件可獲得理想的表面光潔度及尺寸精度。
如圖一所示零件的冷擠壓工序?yàn)椋?nbsp;
下料及鐓平;退火;預(yù)沖孔;擠六方;正反擠、大孔成形;反擠成形;小孔沖成形。
如果具備500噸壓力機(jī),上述第2~6道工序可在同一臺(tái)設(shè)備上連續(xù)完成,如果不具備500噸壓力機(jī),也可利用30~100噸沖床分別完成。
工序變形簡(jiǎn)圖如下:
圖2 工序變形簡(jiǎn)圖
3 工藝比較
3.1 材料利用率
機(jī)械加工的材料利用率為:26.48%(六方鋼)
冷擠壓的材料利用率為:98.25%
冷擠壓的材料利用率是機(jī)械加工的3.71倍。
3.2 加工時(shí)間
機(jī)加:六軸自動(dòng)車床加工為30秒;單臺(tái)普通車床為15分鐘。
沖壓:自動(dòng)送料500噸壓力機(jī)為2~3秒;單臺(tái)沖床加工總時(shí)間為18秒。
4 關(guān)鍵工序分析
從前面冷擠壓的各道工序看似乎都不是太難,但一旦動(dòng)手去做,就會(huì)發(fā)現(xiàn)擠六方工序比較困難,其主要問(wèn)題是A與六方的對(duì)邊距離S太接近,只有1mm左右,這種結(jié)構(gòu)勢(shì)必導(dǎo)致模具的壓套壁厚太薄,就很容易引起模具崩裂。事實(shí)證明也是如此,在試制階段,沖幾個(gè)工件就發(fā)現(xiàn)壓套崩裂了,那么怎樣才能解決這個(gè)矛盾呢?經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析研究和試驗(yàn),解決方案有如下三個(gè):
第一:采用較好的材料制作壓套。一是采用較好的彈簧鋼,另外也可采用一些比較新的材料,如65Nb,可以提高模具的使用壽命。
第二:從模具制造工藝解決。如圖3所示,在活動(dòng)壓套的加工過(guò)程中,就事先用鉬絲割開,這樣就能很好地解決壓套的崩裂問(wèn)題。
圖3 模具制造工藝圖
第三:在設(shè)計(jì)六方工序時(shí),將前面A處也擠成六方,擠壓成形以后再在車床上加工A。這樣,模具設(shè)計(jì)就簡(jiǎn)單得多,模具的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大提高,模具的壽命也就大大延長(zhǎng)。
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