薄壁零件加工方法和工藝分析

1、數(shù)控車(chē)工技師資格考評(píng)論文薄壁零件的工藝分析及加工方法單位名稱(chēng)： 陜西長(zhǎng)嶺電子科技有限責(zé)任公司 作 者： 安小康 2017年 3月 2 日薄壁零件的工藝分析及加工方法 作 者： 安小康 職業(yè)技能鑒定等級(jí)： 二 級(jí) 單位名稱(chēng)： 陜西長(zhǎng)嶺電子科技有限責(zé)任公司 單位地址： 寶雞市渭濱區(qū)清姜璐75號(hào) 2017年 3月 2 日目 錄摘要1關(guān)鍵詞11工藝方案分析2 1.1薄壁零件圖2 1.2零件圖分析.21.3確定加工方法.22工件裝夾.32.1定位基準(zhǔn)選擇3 2.2確定零件定位基準(zhǔn).32.3裝夾方式選擇32.4確定裝夾方式 33刀具和切削用量選擇34零件加工55加工注意事項(xiàng)75.1安全文明生產(chǎn) 75.2刀

2、具的選擇 75.3削用量的要求76影響薄壁加工因素及解決方法86.1受力變形86.2受熱變形96.3振動(dòng)變形9總結(jié)10參考文獻(xiàn)11摘 要薄壁工件因?yàn)榫哂兄亓枯p、節(jié)約材料、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，薄壁零件已日益廣泛地應(yīng)用在各工業(yè)部門(mén)。但薄壁零件的加工是比較棘手的，原因是薄壁零件剛性差、強(qiáng)度弱，在加工中極容易變形，不易保證零件的加工質(zhì)量。 薄壁零件的加工問(wèn)題，一直是較難解決的。薄壁件目前一般采用數(shù)控車(chē)削的方式進(jìn)行加工，為此要對(duì)工件的裝夾、刀具幾何參數(shù)、程序的編制等工藝分析方面進(jìn)行試驗(yàn)，合理的選擇加工方法從而有效地克服了薄壁零件加工過(guò)程中出現(xiàn)的變形，保證加工精度。關(guān)鍵詞：薄壁工件 工藝分析 程序編制 加工方

3、法1工藝方案分析1.1薄壁零件圖1.2零件圖分析該零件圖是薄壁套類(lèi)零件由外圓、內(nèi)孔、外螺紋組成。尺寸標(biāo)注完整，表面粗糙度為1.6，選用毛坯是45號(hào)鋼。毛坯尺寸35mm50mm,表面無(wú)熱處理等要求。1.3確定加工方法確定加工方法的原則是保證加工表面加工精度和表面粗糙度。薄壁類(lèi)零件應(yīng)按粗、精加工工序。薄壁件通常需要加工工件的內(nèi)、外表面。內(nèi)表面的粗加工和精加工都會(huì)導(dǎo)致工件變形，所以應(yīng)按粗精加工分序。內(nèi)外表面粗加工后，再內(nèi)外表面精加工，均勻的去除工件表面多余部分，這樣有利于消除切削變形。加工方法多種多樣，應(yīng)結(jié)合零件的形狀，尺寸，位置，選擇合理快捷的加工方法。尺寸公差要求較高，公差值較小。取其基本尺寸加

4、工編程便可。2工件裝夾2.1定位基準(zhǔn)選擇定位基準(zhǔn)選擇極為重要，他影響到工件加工的尺寸，位置精度從而影響到工件整體的加工質(zhì)量。2.2確定零件定位基準(zhǔn)根據(jù)基準(zhǔn)重合原則以工件左端面或者右端面作為定位基準(zhǔn)2.3裝夾方式選擇為了防止工件在切削力的作用下，發(fā)生位移偏動(dòng)。影響工件的位置精度，加工質(zhì)量甚。至損害刀具機(jī)床以及操作安全，合理的裝夾具有重要意義。2.4確定裝夾方式裝夾方法：先用三爪自定心卡盤(pán)毛坯左端，加工內(nèi)孔工件精度要求。3刀具和切削用量選擇切削用量公式：Vc=dn/1000(m/min)N1200/p-k 式中Vc -切削速度，單位m/min; d-切削刃上選定點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的工件或道具的回轉(zhuǎn)直徑，單

5、位mm; n- 工件的轉(zhuǎn)速，單位為r/min; P-被加工螺紋螺距，單位為mm; K-保險(xiǎn)系數(shù)，一般為80;表3-1工件加工道具卡片序號(hào) 刀具號(hào)刀具名稱(chēng)加工表面1T1硬質(zhì)合金90度放型車(chē)刀粗、精車(chē)外輪廓2T2硬質(zhì)合金端面45度車(chē)刀粗、精車(chē)端面3T3硬質(zhì)合金鏜孔刀粗鏜孔4T4硬質(zhì)合金鏜孔刀精鏜孔5T525麻花鉆鉆孔表3-2工件加工工序卡片序號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度125麻花鉆鉆通孔T05055000.12卡盤(pán)夾住35外圓，粗加工內(nèi)孔28留余量0.5mm， Z-41處，多車(chē)1mm防止有截刀痕。T03038000.153精加工內(nèi)孔，至尺寸要求T040410000.14卸下工件，將工件套在芯棒

6、上粗車(chē)右端外圓臺(tái)階29,30留精車(chē)余量0.5mmT01018000.155精車(chē)外圓29,30至尺寸要求T010110000.1表3-3切削用量選擇項(xiàng)目主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進(jìn)給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車(chē)外圓8000.151.5精車(chē)外圓10000.10.2粗車(chē)內(nèi)圓6000.151.5精車(chē)內(nèi)圓8000.11.54零件加工零件主要由外圓臺(tái)階，內(nèi)孔，螺紋組成。編程如下：O0011內(nèi)孔加工T0303M03 S800G00 X23 Z2G71 U1 R0.8G71 P10 Q20 W0 U-0.5 F0.15N10 G00 X23G01 Z0X28 Z-41N20 G01 X23G00

7、X100Z100M05M30T0404M03 S1000G00 X23 Z2G70 P10 Q20 F0.1M05 M30O0022外圓加工T0101M03 S800G00 X37 Z2G71 U1 R0.8G71 P10 Q20 U0.5 W0 F0.15N10 G00 X29G01 Z0 Z-41N20 G01 X37 G00 X100 Z100 M05 M30T0101M03 S1000G00 X37 Z2G70 P10 Q20 F0.1G00 X100 Z100M05 M305加工注意事項(xiàng)5.1安全文明生產(chǎn)加工過(guò)程中必須遵守安全文明生產(chǎn)準(zhǔn)則，不得戴手套操作機(jī)床。戴好防護(hù)鏡，女生應(yīng)戴工作

8、帽。5.2刀具的選擇加工孔的車(chē)孔刀桿懸伸距較大,剛性差,容易產(chǎn)生振動(dòng),并在徑向分力的作用下,容易發(fā)生讓刀現(xiàn)象,影響加工孔的精度。因此加工薄臂零件孔時(shí)應(yīng)盡可能增加刀桿的剛性。同時(shí),為了容易排屑,應(yīng)在車(chē)刀前面開(kāi)有斷屑槽或卷屑槽,在合適的刃傾角下控制切屑排出的方向。5.3切削用量的要求薄壁零件車(chē)削時(shí)變形是多方面的。裝夾工件時(shí)的夾緊力，切削工件時(shí)的切削力，工件阻礙刀具切削時(shí)產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形，使切削區(qū)溫度升高而產(chǎn)生熱變形。從金屬切削原理中可以知道：背吃刀量ap，進(jìn)給量f，切削速度V是切削用量的三個(gè)要素。所以，粗加工時(shí)，背吃刀量和進(jìn)給量可以取大些；精加工時(shí)，背吃刀量一般在0.20.5mm，進(jìn)給量一

9、般在0.10.2mm/r，甚至更小，切削速度6120m/min，精車(chē)時(shí)用盡量高的切削速度，但不易過(guò)高。6影響薄壁加工因素及解決方法工件在裝夾時(shí),應(yīng)減小夾緊力對(duì)零件變形的影響通常的做法是在薄臂環(huán)處增設(shè)一個(gè)開(kāi)口過(guò)渡環(huán),減小夾緊誤差,提高加工精度。為減小夾緊變形,可以使夾緊位置選在剛性較強(qiáng)的部位,或采取軸等同周期夾緊的辦法,以減小徑向變形,或在零件上制出加強(qiáng)剛性的輔助凸臺(tái)作為夾緊部位,在加工完成后再切除。加工較長(zhǎng)的套筒類(lèi)零件或深孔時(shí),可以先加工外圓表面,再以外圓定位來(lái)加工深孔。加工這類(lèi)零件時(shí),由于零件較長(zhǎng),所以在裝夾加工時(shí),應(yīng)采取一些特殊的工藝措施,防止孔軸心線(xiàn)偏斜,影響位置精度。對(duì)加工精度要求較高

10、的薄壁類(lèi)零件，應(yīng)把粗加工、半精加工、精加工分開(kāi)進(jìn)行。粗、半精、精加工分開(kāi)，可避免因粗加工引起的各種變形，包括粗加工時(shí)，夾緊力引起的彈性變形、切削熱引起的熱變形以及粗加工后內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形。內(nèi)應(yīng)力是引起零件變形的主要因素，為了防止零件的變形，除應(yīng)嚴(yán)格地進(jìn)行材料的熱處理，使工件具有較好的組織外，在粗加工、精加工之間，最好增加一道去應(yīng)力工序，以最大限度的消除工件內(nèi)部的應(yīng)力。6.1受力變形因工件較薄在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。減小受力變形方法:增加裝夾接觸面開(kāi)縫套筒或一些特制的軟卡爪。使接觸面增大，讓夾緊力均布在工件上，從而使工件夾緊時(shí)不易產(chǎn)生變形。應(yīng)采用軸

11、向夾緊夾具 車(chē)薄壁工件時(shí)，盡量不使用徑向夾緊，所示軸向夾緊方法。工件靠軸向夾緊套（螺紋套）的端面實(shí)現(xiàn)軸向夾緊，由于夾緊力F沿工件軸向分布，而工件軸向剛度大，不易產(chǎn)生夾緊變形。增加工藝?yán)哂行┍”诠ぜ谄溲b夾部位特制幾根工藝?yán)?，以增?qiáng)此處剛性，使夾緊力作用在工藝?yán)呱?，以減少工件的變形，加工完畢后，再去掉工藝?yán)摺?.2受熱變形因工件較薄，切削熱會(huì)引起工件熱變形，使工件尺寸難于控制。減少受熱變形方法:用高速鋼刀具粗加工時(shí)，以水溶液冷卻，主要降低切削溫度；精加工時(shí)，中、低速精加工時(shí)，選用潤(rùn)滑性能好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液，主要改善已加工表面的質(zhì)量和提高刀具使用壽命硬質(zhì)合金刀具，粗加工時(shí)，可以不用

12、切削液，必要時(shí)也可以采用低濃度的乳化液或水溶液，但必須連續(xù)地、充分地澆注；精加工時(shí)采用的切削液與粗加工時(shí)基本相同，但應(yīng)適當(dāng)提高其潤(rùn)滑性能在車(chē)削過(guò)程中充分使用切削液不僅減小了切削力，刀具的耐用度得到提高，同時(shí)也保證了零件的加工質(zhì)量。6.3振動(dòng)變形在切削力（特別是徑向切削力）的作用下，很容易產(chǎn)生振動(dòng)和形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置精度和表面粗糙度?？刂苹驕p小振動(dòng)的途徑:自激振動(dòng)與切削過(guò)程本身有關(guān)，也與工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能有關(guān)。因此控制自激振動(dòng)的基本途徑是減少或消除激振力。合理選擇切削用量： 車(chē)削加工在速度V=2060m/min時(shí)容易產(chǎn)生自振，高于或低于此范圍則振動(dòng)減弱。因此，在精密加工時(shí)宜采用低速切削，一般加工宜采用高速切削。進(jìn)給量f增大，自振強(qiáng)度下降