大、中型薄壁箱體類零件以其加工難度(dù)大、質量不易控製,在機械加工中占有顯著的位置。而且大、中型薄壁(bì)箱體類零件通常作為整個機(jī)械產品的裝配基礎,因此此(cǐ)類零件的加工質量不僅僅影響單個零件的運行質量還直接影響到整個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,所以大、中型薄壁箱體類零件在零件加工中占有突出位置。通過多年(nián)來的加工實踐,我對如何提高該類零件的加工精度有了一定(dìng)程度的認識:
1 大、中型薄壁箱體類零件結構特點
1.1 零(líng)件相對壁厚較薄
如圖一、二,大多(duō)壁厚(hòu)隻有10~15mm。1.2 大(dà)多零(líng)件(jiàn)在半封閉內腔中有需加工麵如圖三、四,兩種零件的行腔需要加工(gōng)的內部搭平麵。
2 大、中型薄壁箱體類零件加工(gōng)難點
零(líng)件結構是(shì)製(zhì)約零件加工的主要決定因素。由於(yú)該類零件的結構特點導致了該類零件具有以下加工難點(diǎn):
由於該類零件有以上的結構特點(diǎn)直接導(dǎo)致(zhì)了以下加工難(nán)點:
零件裝夾難度較大尤其零件為鋁質時,裝夾不當常常引起零件變形導致零件(jiàn)尺寸精度超標。由於零件壁厚較薄,加工中極易發生振動導致零件加工表麵粗糙度(dù)超標甚至出現紮刀現象。需要(yào)熟(shú)練使用多(duō)種機床附(fù)件,要求加工人員有加工的綜合素質。安排合理的加工步驟難度較大,要求加(jiā)工人(rén)員有較豐富的實際加工經驗。
3 解決該類零件加工的方法
3.1 零件裝夾一般規律
零件的形狀各異(yì),針對不(bú)同零件采用的裝夾方法不同。針(zhēn)對大、中型薄壁箱體類(lèi)零件的結構(gòu)特點,裝夾方法有以(yǐ)下特點:
裝夾位置一般要壓製在零件的筋部,因為(wéi)零件筋部的物理強度最大,裝夾不易引起零(líng)件變形可以有效避(bì)免零件裝(zhuāng)夾(jiá)變形(xíng)或加工過程中(zhōng)零(líng)件發振現(xiàn)象(xiàng)。條件允許還可以在壓板於(yú)零件之間增加墊塊,以增加接觸麵積,減(jiǎn)少單位麵積的(de)壓力在壓緊零件(jiàn)的同時(shí)避免零件裝夾變(biàn)形。
如圖(tú)五。
由於該類零件外形尺(chǐ)寸加大,高度方向一般會達到1m~1.5m。一般機床上的(de)采用支撐千斤在用於(yú)該類(lèi)零件頂部裝夾時(shí)穩定性較差使用(yòng)時零件(jiàn)易發(fā)振。因此在裝夾(jiá)該零(líng)件(jiàn)時要采用平鐵一(yī)類橫截麵較大的支撐物代替千斤(jīn),增強裝(zhuāng)夾的(de)穩定性。如圖六。
銑削精加工時,不再在零件頂部壓製壓板。由於大、中型(xíng)薄壁箱體類零件(jiàn)自身質量較大和銑削精加(jiā)工切削力一般較(jiào)小的(de)緣故,銑削精加工時零件在(zài)自身重量或者在頂部適當增(zēng)加壓製物的情(qíng)況(kuàng)下就可保證加工中的穩定性。如(rú)圖七。采用這樣(yàng)的裝夾方法(fǎ)可以最大限度的降低零件在加工過(guò)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、緊壓板,釋(shì)放(fàng)應(yīng)力(lì)。一般粗加工時每銑削一(yī)到兩層,鬆、緊(jǐn)壓板一次。防止加工後零件因為應力釋放,造成零件產(chǎn)生形變破壞零件最終加工尺(chǐ)寸。
粗(cū)加工中(zhōng)多采用低轉速、大切深(切深2~4mm)、大進給(每齒0.15~0.25mm)的切(qiē)削參數和(hé)不均勻裝夾刀片的(de)刀片裝夾方式,這樣可以有效避免零件發振現象。
精加工時最後光刀量應控製在0.05-0.10mm,表麵粗糙度要求較高時可以減少刀片裝夾數目,一般采用2~3 個。另外在(zài)銑(xǐ)削鋁質材料(liào)零件(jiàn)時一般采用裝夾一個金剛石刀片加2~3個普通刀片混合的裝夾刀(dāo)片方式,這樣既可以提高普通鍍層刀片的耐(nài)用度又可以提高銑削(xuē)後零(líng)件的表麵粗糙度。
在加工(gōng)材質為(wéi)HT250 零件時如果表麵粗糙(cāo)度要(yào)求在Ra1.6 以上利用加工鑄鐵材質刀片較難完成加工,可以利用加(jiā)工(gōng)鋁質材料刀片較加工鑄鐵刀片鋒利的特點,在最後光刀時使用(yòng)加工鋁質材料的刀片。這樣可以獲得較好的表麵粗糙度。
3.3 加工(gōng)中機床附件和自製刀具的使用(yòng)
由於大、中型(xíng)薄壁箱體類零(líng)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。
在使用機床附件(jiàn),如(rú)側銑頭時應注意零件幹涉問題防止發生碰撞事故。而在使用(yòng)自製刀具時要注意查閱(yuè)機床使用說明數和相關的其他說(shuō)明,防止因為使(shǐ)用(yòng)功率超過部件(jiàn)額(é)定功率發生危險。如在使用圖(tú)九中的自製扁擔刀時,要(yào)綜合考慮機床主軸輸出功率、側銑頭額定輸出功率、加工材料物理性能等因素。
3.4 加工過程中加(jiā)工工(gōng)步(bù)的(de)選擇
大、中型薄壁箱體類零件加工工步的(de)安排一般遵循以下規律:
1)有利於(yú)應力釋放的原則
在加工ZJ19 卷結(jié)機組主關件YJ19.2.1.1-1(刀頭主傳動齒(chǐ)輪(lún)箱)時(shí),其上的方框為應(yīng)力釋放的關(guān)鍵部位。因此在加工尺寸53(+0.02/-0.02)下麵時,如果先銑削平麵再(zài)銑削方框(如圖十)後常常引起(qǐ)該麵和底麵的局部變形(底麵變形後(hòu)平麵度達到0.13)。因此再此應采用先(xiān)銑槽,後(hòu)銑麵的方(fāng)法,這(zhè)樣可以(yǐ)保證銑方框後應力獲得有效釋放,不會影響最終加工精度。實(shí)際加工發(fā)現零件的變形量保(bǎo)證了53(+0.02/-0.02)mm的尺寸精度和與底麵垂直度0.06 的形位精度,同時使加工後底麵的平麵度保證在0.05 以內。
2)剛性最好原則(zé)
在加工大、中型(xíng)薄壁箱體(tǐ)類零件中,由於零件機械強度(dù)一般較弱所以在加工過程中,除保證(zhèng)有利於應力釋放的原則以(yǐ)外還要遵循剛性最好原則。如圖十一,所示(shì)該處(chù)加強筋在鑄造過程過程中可以(yǐ)降低零件變(biàn)形量(liàng),再加工(gōng)中可以(yǐ)起到加強零(líng)件物理強度的作用。通常在銑削內框時一(yī)並將加強筋銑去。可實施中發現銑去該加強(qiáng)筋後銑削其他麵時(shí)零件結構強度明顯下降,加工時發振嚴重,幾何精度得不到有效保證。最後我們改變以前先銑去加強筋後加工麵(miàn)的工步設置,采用加工後利(lì)用鉗(qián)工手(shǒu)鋸鋸掉加強筋的方法,避免了銑削發振引起的零件變形。
總之(zhī),由於大、中型薄壁箱體類(lèi)零件的加工(gōng)較為複雜,正如嶽飛(fēi)所(suǒ)說“兵無常式(shì),陣無常形,運用之妙,存乎一心”,以(yǐ)上經驗僅僅提(tí)供了一(yī)些可供借鑒的一般規律,加工(gōng)過程中應綜合考慮各種因素才能保證零件順利完成。
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