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如何克服变形?数控车削加工薄壁零件的技巧

返回列表 来源: 发布日期: 2022.09.29 浏览次数:1650
在切割过程中,薄壁容易因切削力而变形,形成中间小两头大的椭圆形或“腰形”。另外,由于加工时散热性差,薄壁套筒容易热变形,难以保证零件的加工质量。下图所示的零件不仅装夹不方便,而且在加工部位也很难加工。有必要设计一种特殊的薄壁套筒和轴保护器。
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一.流程工艺分析

根据图纸提供的技术要求,工件采用无缝钢管加工。内孔和外壁的表面粗糙度为Ra1.6μm,车削可以达到,但内孔的圆柱度为0.03mm,对薄壁零件要求较高。批量生产时,工艺路线大致如下:下料-热处理-车端面-车外圆-车内孔-质检。

“内孔加工”工序是质量控制的关键。在没有外圆和薄壁套管的情况下,很难通过切割内孔来确保0.03mm的圆柱体。

二、车削孔的关键技术

车削孔的关键技术是解决内孔车刀的刚性和排屑问题。要增加内孔车刀的刚性,请采取以下措施:

1.尽量增加刀柄的横截面积。通常内孔车刀的刀尖位于刀柄上方,这样刀柄的截面积小于孔截面积的1/4,如下左图所示。如果内孔车刀的刀尖位于刀柄中心线上,刀柄在孔中的截面积可以大大增加,如下右图所示。
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2.刀柄的伸出长度应比待加工工件的长度长5-8毫米,以增加刀柄的刚性,减少切削过程中的振动。

第三,解决排屑问题

主要控制切削流出方向,粗车刀具要求切屑流向被加工面(前排切屑)。为此,采用正刀片倾角的内孔车刀,如下图所示。

车削时,要求切屑流向前方切屑倾斜向心(孔中心排屑)。因此,磨刀时要注意刃口的磨削方向,采用向前沿倾斜圆弧的排屑方式。如下图所示,YA6作为车刀的合金,目前的M型具有良好的抗弯强度、耐磨性、冲击韧性、与钢的抗粘着性和温度。

刃磨时,前角应修圆至10-15°,后角根据加工圆弧(刀具底线随弧度)离壁0.5-0.8mm,C的切削刃角K为0.5-1°,沿屑边B的修边为R1-1.5°,辅助后角磨至7-8°。E内缘的A-A点应磨圆,以排出切屑。

四。加工方法

1.加工前必须制作轴保护器。护轴器的主要作用是将薄壁套筒的内孔用原尺寸罩住,用前后顶尖固定,加工外圆不变形,以保持外圆的加工质量和精度。因此,轴保护器的加工是薄壁套管加工过程中的关键环节。

加工轴保护毛坯用45%碳结构圆钢;车削端面,开两个B型顶孔,粗车外圆,留1mm余量。热处理、调质、定型、精车、磨削,留0.2毫米余量。用硬度HRC50重新加热破碎面,然后用外圆磨床磨削,如下图所示。精度符合要求,完成后使用。

2.为了一次加工工件,毛坯要夹紧切断。

3.首先对毛坯进行热处理、回火、定型,硬度为HRC28-30(可加工范围内的硬度)。

4.车刀采用C620。首先,前端中心固定在主轴的锥度位置。为了防止薄壁套夹紧时工件变形,增加了一个开环厚套,如下图所示。

为保持批量生产,将薄壁套筒外圆一端加工成统一尺寸D,T的标尺为轴向夹紧位置,压入薄壁套筒,提高车内孔质量,保持尺寸。考虑到切削热的产生,很难掌握工件的膨胀尺寸。需要灌注足够的切削液来减少工件的热变形。

5.用自动定心三爪卡盘夹紧工件,使车床端面和车床内圆粗糙。留有0.1-0.2mm的精车余量,换成精车刀加工切削余量,直到护轴满足过配合和粗糙度要求。卸下内孔车刀,将护轴插入前顶尖,按长度要求用尾座顶尖夹紧,换外圆车刀粗外圆,然后精车,达到图纸要求。检验合格后,用切割刀按要求长度切下。为了使工件断开时切口平整,刀片的刀刃要斜磨,使工件端面平整;护轴器小磨段设计是为了切断间隙,护轴器设计是为了减少工件变形,防止震动,切断时掉下来碰伤的原因。


结论


上述方法可以加工薄壁套管,解决了变形或尺寸误差、形状误差达不到要求的问题。实践证明,该方法加工效率高,操作简单,适用于加工长薄壁零件。尺寸容易掌握,实现二次完成,量产实用。

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