高精度圓環(huán)薄壁型金屬零件加工方法介紹
發(fā)布日期:2015-11-18 蘭生客服中心 瀏覽:7267
摘 要:機(jī)械制造行業(yè)中,高精度圓環(huán)薄壁型金屬零件因其極高的尺寸精度和表面質(zhì)量要求,制造難度很大,一次制造合格率低。為此,介紹一種簡(jiǎn)便易行、成本低廉的加工方法。
引言
機(jī)械制造行業(yè)中,經(jīng)常遇到圓環(huán)薄壁型金屬零件,此類零件壁厚很。2~8mm)、尺寸精度和表面質(zhì)量要求高、外徑尺寸較大(300~800mm)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性差,裝夾起來(lái)非常不便,極易弄傷零件表面,因此,制造難度很大,一次制造合格率很低,即使采用先進(jìn)的數(shù)控車床等設(shè)備,在使用數(shù)控車床加工時(shí)容易引起產(chǎn)品總成變形從而影響精度。為此,對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的加工方法進(jìn)行舉例分析,并提出一種簡(jiǎn)便易行、成本低廉的加工方法。
1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的加工方法與不足
1.1 國(guó)內(nèi)的加工方法與不足
如加工一種圓環(huán)薄壁型零件,其外圓公差0.06mm,同軸度要求0.1mm,零件最薄處壁厚僅2.25mm,外圓尺寸達(dá)500mm,外圓表面上還有多處斜槽,國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的加工方法是:數(shù)控車床三爪卡盤裝夾并進(jìn)行校正,然后分別精車外圓和內(nèi)孔;但精車外圓和內(nèi)孔時(shí),工件因材料內(nèi)應(yīng)力變化而容易產(chǎn)生變形,產(chǎn)品的最終尺寸出現(xiàn)不同程度的變化而導(dǎo)致超差,卻又無(wú)法返修,超差較多的只能直接報(bào)廢。另外,加工外圓和內(nèi)孔后,還需要使用加工中心來(lái)加工斜槽和側(cè)孔,此時(shí),產(chǎn)品外形已經(jīng)精加工到位,外圓面不能過(guò)度受力,不能使用軟爪校正,任何的夾緊力對(duì)于薄壁件來(lái)說(shuō)都有可能使其變形[1]。因此,現(xiàn)有的加工方法既對(duì)于加工者的操作經(jīng)驗(yàn)要求很高,同時(shí),加工成品率又較低,導(dǎo)致要么產(chǎn)品產(chǎn)量上不去,要么因關(guān)鍵零件無(wú)法加工而不能制造整機(jī)部件或成套設(shè)備。
1.2 國(guó)外的加工方法與不足
國(guó)外目前的做法有的是通過(guò)提高原材料質(zhì)量,包括鍛造、熱處理等性能參數(shù),從而改善材料穩(wěn)定性,降低加工變形性;或通過(guò)增加零件的加工工序,即先保證外圓和內(nèi)孔的尺寸精度基本到位后,然后加工其他槽、孔等局部結(jié)構(gòu),最后通過(guò)修正表面質(zhì)量使尺寸和表面質(zhì)量符合要求。但上述做法都會(huì)明顯增加零件的制造成本和制造周期,直接導(dǎo)致零件或所應(yīng)用的整機(jī)價(jià)格上升,產(chǎn)品的性價(jià)比下降。
2 一種新型加工方法
作者所在團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)攻關(guān),在不增加其他專用加工設(shè)備的前提下,充分利用數(shù)控車床、加工中心等自動(dòng)化加工裝置,應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的三個(gè)工裝,即可以精確加工圓環(huán)薄壁型關(guān)鍵金屬零件。具體方法是:在現(xiàn)有使用數(shù)控車床加工的方法上,設(shè)計(jì)出三套工裝,分別是一套漲套內(nèi)孔工裝配合精加工外圓,一套包夾外圓工裝配合精加工內(nèi)孔,一套加工槽的工裝,以圖1中的工件為例,其加工工藝步驟是:
。1)使用數(shù)控車床半精加工,工件的外圓和內(nèi)孔留有余量;(2)上漲套內(nèi)孔工裝精加工外圓:漲套內(nèi)孔工裝的漲套外圓尺寸與半精加工后的工件內(nèi)孔尺寸是配合尺寸,且漲套是開(kāi)口的,漲套內(nèi)孔工裝放進(jìn)工件內(nèi)孔之后,通過(guò)漲套內(nèi)孔工裝上的螺母擠壓使得漲套膨脹,從而起到漲緊作用,然后精加工外圓;(3)上包夾外圓工裝精加工內(nèi)孔:該工裝的套管均分為三部分,每部分分別通過(guò)卡盤軟爪固定在卡盤上,套管的內(nèi)孔尺寸與工件的外圓尺寸是配合尺寸,在工裝松弛狀態(tài)下,將工件裝夾在套管內(nèi),緊固卡盤軟爪,包緊工件,然后精加工內(nèi)孔;(4)上加工槽的工裝:該工裝的定位板和支撐件支撐工件,定位板上設(shè)有螺栓孔,通過(guò)內(nèi)六角螺柱將工件的中部夾緊固定,支撐件對(duì)工件的端部進(jìn)行支撐,該工裝確定加工槽的位置是通過(guò)定位板來(lái)完成,定位板上設(shè)有若干定位孔,定位板前還設(shè)有與其垂直的定位銷,定位孔的精度與定位銷相配,定位板配合定位銷每旋轉(zhuǎn)一個(gè)孔的角度,便可以確定一個(gè)槽的加工位置,進(jìn)而對(duì)薄壁工件進(jìn)行槽的加工[2]。如圖2所示。
3 應(yīng)用效果
通過(guò)在實(shí)際制造中應(yīng)用此方法,有效解決了廣泛的圓環(huán)薄壁類金屬零件的加工難題,降低了對(duì)加工者經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的要求,并大幅提高了加工精度和成品率(外圓公差由原來(lái)的0.15提高到0.05、成品率由60%提高到90%)。與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)相比,沒(méi)有通過(guò)另購(gòu)專用大型高精度設(shè)備或另設(shè)計(jì)制造復(fù)雜工裝來(lái)實(shí)現(xiàn)該類零件的精密加工,也不像傳統(tǒng)加工方法那樣對(duì)加工操作人員的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)要求很高,只需應(yīng)用簡(jiǎn)單的幾套工裝和加工工序即可,成本低、便于實(shí)施和推廣。
4 結(jié)束語(yǔ)
高精度圓環(huán)薄壁型金屬零件使用范圍非常廣,從通用機(jī)械到專用機(jī)械再到特種機(jī)械,從零件到部件再到成套設(shè)備,這類零件尺寸和形狀精度要求高、表面質(zhì)量要求高、壁厚又很薄,加工難度非常大,產(chǎn)品的一次制造合格率很低,直接影響整機(jī)設(shè)備的生產(chǎn)效率和交貨期;如果為此而進(jìn)口專門的高精度高性能加工設(shè)備則將耗費(fèi)更多的資金,并因此提高產(chǎn)品的制造成本和銷售價(jià)格,導(dǎo)致產(chǎn)品性價(jià)比不高,競(jìng)爭(zhēng)力差。
因此,發(fā)明、應(yīng)用并推廣一種方便實(shí)用、經(jīng)濟(jì)可行的加工方法具有重大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義,不僅可以有效提高產(chǎn)品制造精度和使用性能,也可以促進(jìn)我國(guó)機(jī)械加工制造技術(shù)的發(fā)展。
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