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数控机床厚壁零部件怎样生产加工

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数控机床厚壁零部件怎样生产加工

发布日期:2019-05-30 作者: 点击:

    加工中心适合各类零件的加工,常加工材质有铝件、铁件和钢件,由于铝件零件材料热膨胀系数较大,薄壁加工过程中很容易变形.针对减少加工过程中铝件变形采取下列措施


    加工变形的原因


    铝件零件加工变形的原因很多,与材质、零件形状、生产条件等都有关系.主要有以下几个方面:毛坯内应力引起的变形,切削力、切削热引起的变形,夹紧力引起的变形


    减少加工变形的工艺措施


    降低毛坯的内应力


    采用自然或人工时效以及振动处理,均可部分消除毛坯的内应力.预先加工也是行之有效的工艺方法.对肥头大耳的毛坯,由于余量大,故加工后变形也大.若预先加工掉毛坯的多余部分,缩小各部分的余量,不仅可以减少以后工序的加工变形,而且预先加工后放置一段时间,还可以释放一部分内应力


    大梁零件,毛坯形状双点划线所示重60kg,而零件仅重3kg.若按图中虚线所示一次性加工成形,平面度误差可高达14mm,若按图中实线进行预加工,自然时效一段时间后再加工成形为所需要的零件,则平面度误差可以减小到


    某型号穿盖器零件,局部最小厚度仅为3mm,加工前的毛坯厚度为20mm.可以上加工中心用压板换压的方法将零件直接加工到尺寸,但是从工作台上取下来时,零件底部两端会向上翘起,造成尺寸严重超差甚至报废


    所以在加工之前,先在毛坯上开一个应力释放槽,实线位置所示,再从工作台上取下,自然时效1~2h,让变形尽量在此时全部发生.之后,增加一个钳工校平工序将零件校平,则零件在后续加工中变形量会大幅度地降低


    改善刀具的切削能力


    刀具的材料、几何参数对切削力、切削热有重要的影响,正确选择刀具,对减少零件加工变形至关重要


    ① 合理选择刀具几何参数


    前角:在保持刀刃强度的条件下,前角适当选择大一些,一方面可以磨出锋利的刃口,另外可以减少切削变形,使排屑顺利,进而降低切削力和切削温度.切忌使用负前角刀具


    后角:后角大小对后刀面磨损及加工表面质量有直接的影响.切削厚度是选择后角的重要条件.粗铣时,由于进给量大,切削负荷重,发热量大,要求刀具散热条件好,因此,后角应选择小一些.精铣时,要求刃口锋利,减轻后刀面与加工表面的摩擦,减小弹性变形,因此,后角应选择大一些


    螺旋角:为使铣削平稳,降低铣削力,螺旋角应尽可能选择大一些


    主偏角:适当减小主偏角可以改善散热条件,使加工区的平均温度下降


    ②改善刀具结构.减少铣刀齿数,加大容屑空间.由于铝件材料塑性较大,加工中切削变形较大,需要较大的容屑空间,因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好.例如,φ20mm以下的铣刀采用两个刀齿;φ30~φ60mm的铣刀采用三个刀齿较好,以避免因切屑堵塞而引起薄壁铝件零件的变形


    精磨刀齿:刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um.在使用新刀之前,应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下,以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹.这样,不但可以降低切削热而且切削变形也比较小


    严格控制刀具的磨损标准:刀具磨损后,工件表面粗糙度值增加,切削温度上升,工件变形随之增加.因此,除选用耐磨性好的刀具材料外,刀具磨损标准不应该大于0.2mm,否则容易产生积屑瘤.切削时,工件的温度一般不要超过100℃,以防止变形


    ③ 改善工件的夹装方法.对于刚性较差的薄壁铝件工件,可以采用以下的夹装方法,以减少变形


    对于薄壁衬套类零件,如果用三爪自定心卡盘或弹簧夹头从径向夹紧,加工后一旦松开,工件必然发生变形.此时,应该利用刚性较好的轴向端面压紧的方法.以零件内孔定位,自制一个带螺纹的穿心轴,套入零件的内孔,其上用一个盖板压紧端面再用螺帽背紧.加工外圆时就可避免夹紧变形,从而得到满意的加工精度


    对薄壁薄板工件进行加工时,选用真空吸盘,以获得分布均匀的夹紧力,再以较小的切削用量来加工,可以很好地防止工件变形


    另外,还可以使用填塞法.为增加薄壁工件的工艺刚性,可在工件内部填充介质,以减少装夹和切削过程中工件达变形.例如,向工件内灌入含3%~6%硝酸钾的尿素熔融物,加工以后,将工件浸入水或酒精中,就可以将该填充物溶解倒出


    ④ 合理安排工序.高速切削时,由于加工余量大以及断续切削,因此铣削过程往往产生振动,影响加工精度和表面粗糙度.所以,数控高速切削加工工艺过程一般可分为;粗加工-半精加工-清角加工-精加工等工序.对于精度要求高的零件,有时需要进行二次半精加工,然后再进行精加工


    粗加工之后,零件可以自然冷却,消除粗加工产生的内应力,减小变形.粗加工之后留下的余量应大于变形量,一般为1~2mm.精加工时,零件精加工表面要保持均匀的加工余量,一般以0.2~0.5mm为宜,使刀具在加工过程中处于平稳的状态,可以大大减少切削变形,获得良好的表面加工质量,保证产品的精度

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关键词:二手加工中心

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