大、中型薄(báo)壁(bì)箱體類零件以其加工難度大、質量(liàng)不易控製,在(zài)機(jī)械加工中占有顯著的位置。而且大、中型薄(báo)壁箱體類零件通常(cháng)作為整(zhěng)個機械產品的裝配基礎(chǔ),因此此類零件的加工質量不僅(jǐn)僅(jǐn)影響單個(gè)零件的運行質量還直接影響到整個(gè)機械係統的運行穩定性(xìng),對整個產品係統中具有舉足輕重的作用,所以(yǐ)大、中型薄壁箱體類零件在零件加工中(zhōng)占有突出位置。通過多年來(lái)的加工實踐,我(wǒ)對如何提高該類零(líng)件的加工精度有了一定程度的認識:
1 大、中型薄壁箱體類零件(jiàn)結構特點
1.1 零件相對壁厚較(jiào)薄
如圖一、二,大多壁厚隻有10~15mm。1.2 大多零件(jiàn)在(zài)半封閉內腔中有需加工(gōng)麵如圖三、四,兩種零件的行腔(qiāng)需要加工的內部搭平麵。
2 大、中型薄壁箱(xiāng)體類零件加(jiā)工(gōng)難點
零件結構是(shì)製約零件加工的主要決定因素。由於該類零件的結構特點導致了(le)該類零件具有以下加工難點:
由(yóu)於該類零件有以上的結構特點直接(jiē)導致了以下加工難點(diǎn):
零件裝夾難度較大尤(yóu)其零件為鋁質時,裝夾不當常常引起零件(jiàn)變形(xíng)導致零件尺(chǐ)寸精度超標。由於零(líng)件壁厚較薄,加(jiā)工中極(jí)易發生(shēng)振動導致零件加工(gōng)表麵粗糙度超標甚至出現紮刀現象(xiàng)。需要熟練使用(yòng)多種機(jī)床(chuáng)附(fù)件,要求加工人員有加工的綜(zōng)合素質。安排合理的加工步驟難度較(jiào)大,要求加工人員有較豐富的實際加工經驗。
3 解決該類(lèi)零件加工的方法
3.1 零件裝夾一般規律(lǜ)
零件的形(xíng)狀各異,針對不同(tóng)零件采用的裝夾(jiá)方法不同。針對大、中型薄壁箱體類零件的結(jié)構特點(diǎn),裝夾方法有以下(xià)特點:
裝夾位置一般要壓(yā)製在零件的筋部,因為零件筋(jīn)部的物理強度最大,裝(zhuāng)夾不易引起零件(jiàn)變形可以有效避免(miǎn)零件裝夾變(biàn)形或加工過程中零件發振現(xiàn)象。條(tiáo)件(jiàn)允(yǔn)許還可以在壓板於零件之間增加墊塊,以增加接觸(chù)麵積,減少單位麵積的(de)壓力在壓(yā)緊零件的同時避免零件裝夾變(biàn)形(xíng)。
如圖五。
由於該類零件外形尺寸(cùn)加大,高(gāo)度方向一般會達到1m~1.5m。一般機床上的采用支撐千斤在用於該類零件頂部(bù)裝(zhuāng)夾時穩定性(xìng)較差使用時零件易發(fā)振。因此在(zài)裝夾該零件時要采用(yòng)平(píng)鐵一類橫截麵較大的(de)支撐物代替千斤,增強裝夾的穩定性。如圖(tú)六。
銑削(xuē)精加工時,不再在零件頂部壓製壓板。由於大、中型薄壁箱體類零件自身(shēn)質量較大(dà)和銑削精(jīng)加工(gōng)切削力一般較(jiào)小的緣故,銑削精(jīng)加工時零件在自身重量或者在頂部適當增加壓製物(wù)的情況下就(jiù)可保證加工中的穩定(dìng)性(xìng)。如圖七。采用這樣的裝夾方法(fǎ)可以最大限度(dù)的降低零件在加工過程中的形變量。
3.2 解決零件
發振一般規律在加工過程中注意及時鬆、緊(jǐn)壓板,釋放應力。一般(bān)粗加工時每銑削一到兩層,鬆、緊壓板一(yī)次。防止加(jiā)工後(hòu)零件因為應(yīng)力釋放,造成零件產生形變破壞零件最終(zhōng)加工尺寸。
粗加工中多采用低(dī)轉速(sù)、大切深(切深2~4mm)、大進給(每齒0.15~0.25mm)的切削參數(shù)和不均勻裝(zhuāng)夾刀片的刀片(piàn)裝夾方式,這樣可以有效避免零件發振現象。
精加工時最後(hòu)光刀量應控製在0.05-0.10mm,表麵粗(cū)糙度要求(qiú)較(jiào)高時可(kě)以減少刀片裝夾數目,一般(bān)采用2~3 個。另外(wài)在銑削鋁質材料零件時一般采用(yòng)裝夾一個金剛石刀片加2~3個普通刀片混合的裝夾刀片方(fāng)式,這樣既可以提高普通鍍層(céng)刀片的耐用度又可(kě)以提高銑削後零件(jiàn)的表麵粗糙度。
在加工材質為HT250 零件時如果表麵粗糙度要求在Ra1.6 以上利用(yòng)加工鑄鐵材質刀片(piàn)較難完成加工(gōng),可以利用加工鋁質材料刀片較加(jiā)工鑄鐵刀片鋒利(lì)的特點,在最後光(guāng)刀時(shí)使用加工鋁(lǚ)質材(cái)料的刀片。這樣可以獲得較好(hǎo)的(de)表(biǎo)麵粗糙度。
3.3 加工中機床附(fù)件和自製刀具的使(shǐ)用
由於大、中型薄(báo)壁箱體類零件大多需要加工內腔麵,常常需要使用機床附件和自製刀具(jù)。
如圖八、九(jiǔ)。
在使用機床附(fù)件(jiàn),如側銑頭時應注意(yì)零件幹涉問題防止發(fā)生碰撞事故(gù)。而在使用自製刀具時要注意查閱機床使(shǐ)用說明數和相關的其他說(shuō)明(míng),防止因為(wéi)使用功率超過部件額定功率發生危險。如(rú)在使用圖九中的自製(zhì)扁擔(dān)刀時(shí),要綜合考慮機(jī)床主軸輸出功率(lǜ)、側銑頭(tóu)額定輸出功率、加工材料物理性能等因(yīn)素(sù)。
3.4 加(jiā)工過程中加工工步的選擇
大、中(zhōng)型薄壁箱(xiāng)體類零件加(jiā)工工步的安排一般遵循以下規律:
1)有利於應(yīng)力(lì)釋放的原(yuán)則
在加工(gōng)ZJ19 卷結機組主關(guān)件YJ19.2.1.1-1(刀頭主傳動(dòng)齒(chǐ)輪箱)時,其上的方框為應力釋放的關鍵部位。因此在加工(gōng)尺寸53(+0.02/-0.02)下(xià)麵(miàn)時,如果(guǒ)先銑削平(píng)麵再銑削(xuē)方框(如圖十)後常常引起該麵和底麵的局部變形(底麵變形後平麵度達到0.13)。因此再此應采用先銑槽,後銑麵的方法,這樣可以(yǐ)保證銑方框後應力獲得有效釋(shì)放,不會影響最終加工精度。實際加工發現零件的變形量(liàng)保(bǎo)證了53(+0.02/-0.02)mm的尺寸精度和與底(dǐ)麵垂(chuí)直度0.06 的(de)形位精度(dù),同時使加工後底麵的平麵度保證(zhèng)在0.05 以內。
2)剛性最(zuì)好原則
在加工大、中型薄壁箱體類零件中,由於零件(jiàn)機械強度一般較弱所(suǒ)以在加工過(guò)程中,除保證有利(lì)於應力釋放的原則以外還要遵循剛性最好原則。如圖十一,所示該處加強筋(jīn)在鑄造過程過程中可以降低零件變(biàn)形量,再加工中可以起到加強零件物理強度的作用。通常在銑削內框時一並將加強筋銑(xǐ)去。可實施中發現銑去該加強筋後銑削其他麵時零件結構強度明顯下降,加工時(shí)發振嚴重,幾何精度得(dé)不到(dào)有(yǒu)效保證。最後我們改變以(yǐ)前先銑去加強筋後加工麵的工步設置,采用加工後利用鉗工手鋸鋸(jù)掉加強筋的方法,避免(miǎn)了銑削發振引起的零(líng)件變形(xíng)。
總之,由於大、中型薄壁箱(xiāng)體類零件的加工較為複雜,正如嶽飛所說“兵無常(cháng)式,陣無常形,運用之妙,存乎一心”,以上經驗僅僅提供(gòng)了一(yī)些可供借鑒的一般規律,加工過程中應綜(zōng)合考(kǎo)慮各(gè)種因(yīn)素才能(néng)保證零件順利完成。
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