數(shù)控車(chē)削加工工藝研究
時(shí)間:2022-11-02 10:14:43
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摘要:在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)候,常會(huì)碰到一系列類(lèi)型不同且需要加工的鈦合金薄壁零件,由于其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較輕、結(jié)構(gòu)小、材料省,所以在各行業(yè)得到有效運(yùn)用。提高鈦合金薄壁零件的加工精度,確保其質(zhì)量要求,是當(dāng)下急需要處理的問(wèn)題。本文對(duì)鈦合金薄壁零件的數(shù)控車(chē)削加工工藝進(jìn)行了詳細(xì)地分析與探究。
關(guān)鍵詞:鈦合金薄壁零件;數(shù)控車(chē)削加工工藝;改進(jìn)措施
鈦合金薄壁零件是金屬零件的一種,其壁厚小于1mm,且具備結(jié)構(gòu)緊湊、材料消耗量低以及質(zhì)量較輕的特性,能夠在各類(lèi)工業(yè)中充分應(yīng)用。在對(duì)鈦合金薄壁零件的精度與質(zhì)量改善上,數(shù)控加工工藝具備一定的作用。
1薄壁零件的數(shù)控車(chē)削加工工藝分析
1.1相關(guān)零件結(jié)構(gòu)分析。由零件圖1可看出,此零件的組成部分包含由順圓弧、圓柱面、內(nèi)螺紋、逆圓弧等,材料是45號(hào)鋼,毛坯是內(nèi)輪廓基本上一樣的鑄件Φ85mm×50mm。此零件為薄壁件,壁厚為2mm,同時(shí)對(duì)精度要求比較高。1.2工藝方案的具體設(shè)計(jì)。操作步驟:①把毛坯的左邊夾緊,卡盤(pán)伸出長(zhǎng)度大概20mm,對(duì)右端面進(jìn)行加工。②對(duì)外輪廓進(jìn)行精、粗加工,且到Φ80mm×13.3mm。③使用Φ26鉆頭把孔鉆通。④對(duì)零件內(nèi)輪廓進(jìn)行精、粗加工。⑤在螺紋加工的過(guò)程中采用G92、G76混合編程。⑥掉頭,將總長(zhǎng)控制到合理尺寸。⑦對(duì)零件外輪廓進(jìn)行精、粗加工。⑧對(duì)工件進(jìn)行檢查,確保零件加工完成。1.3減少與避免薄壁件加工變形的方法。(1)夾具的有效選擇:鈦合金薄壁零件的強(qiáng)度較弱,壁較薄,一般的三爪卡盤(pán)的接觸面積較小、受力點(diǎn)也少,倘若在卡盤(pán)上進(jìn)行夾緊的時(shí)候用力大,則造成鈦合金薄壁零件變形,產(chǎn)生一定的誤差,所以可采取扇形軟卡爪或開(kāi)縫套筒。增大其接觸面,在工件上均勻布置其夾緊力,進(jìn)而有效改善工件在夾緊過(guò)程中所造成的變形。(2)工件精車(chē)、分粗階段:粗車(chē)的時(shí)候,切削余量比較大,而如果夾緊力很大的話,其變形也較大;精車(chē)的時(shí)候,如果夾緊力較小的話,變形也較小,除此之外,在進(jìn)行精車(chē)之前能夠進(jìn)行時(shí)效處理,將粗車(chē)過(guò)程中由于切削力大而導(dǎo)致的變形情況消除。(3)對(duì)刀具幾何參數(shù)合理選用:對(duì)鈦合金薄壁工件進(jìn)行精車(chē)的過(guò)程中,應(yīng)將刃傾角、主偏角與前角合理增大,將刀尖圓弧的半徑減少,確保刀具的切削輕快、刃口鋒利,且對(duì)于排削順暢刀柄的剛度標(biāo)準(zhǔn)也高,將切削熱與切削力盡可能減少,同時(shí)保證車(chē)刀的修光刃不能太長(zhǎng)。1.4切削用量。①右端面車(chē)削工件的主軸轉(zhuǎn)速為300~400r/min,進(jìn)給速度為F0.1~0.15mm/r;②麻花鉆,主軸轉(zhuǎn)速:400~500r/min,切削深度:通孔;③粗車(chē)內(nèi)輪廓,主軸轉(zhuǎn)速:500~600r/min,進(jìn)給速度:F0.15~0.2mm/r,切削深度:1mm;④精車(chē)內(nèi)輪廓,主軸轉(zhuǎn)速:800~900r/min,進(jìn)給速度:F0.1~0.15mm/r,切削深度:0.5mm。1.5對(duì)加工程序進(jìn)行科學(xué)編寫(xiě)①數(shù)控機(jī)床為CAK6150P;數(shù)控系統(tǒng)為FANCU0i。②車(chē)削右端面、粗、精加工圓柱面Φ80mm×13.3mm,運(yùn)行程序非常簡(jiǎn)單,使用G01、G00、指令就能實(shí)現(xiàn);③對(duì)零件外輪廓進(jìn)行粗加工,采取G71外徑粗車(chē)循環(huán)指令,注意在進(jìn)行編程的過(guò)程中起刀點(diǎn)的實(shí)際直徑不能小于Φ85;④采取G73、G71指令進(jìn)行編程時(shí),精加工步驟的首段只可以單方向進(jìn)刀;⑤粗加工零件內(nèi)、外輪廓后時(shí)效處理,精加工零件內(nèi)、外輪廓均用G70指令;⑥內(nèi)螺紋厚度只有2mm,因此在加工的時(shí)候可能變形,對(duì)尺寸標(biāo)準(zhǔn)不能有效保證,進(jìn)而防止螺紋變形,確保零件精度[1]。
2薄壁零件數(shù)控車(chē)削加工工藝的改進(jìn)措施分析
2.1改進(jìn)仿真數(shù)控的工藝質(zhì)量。在改進(jìn)仿真數(shù)控加工工藝整體質(zhì)量的時(shí)候,一定要依據(jù)以下程序進(jìn)行操作:其一,對(duì)數(shù)控加工公式KU=F進(jìn)行全面分析。K指所加工工件本身的強(qiáng)度矩陣,U則指工件的具體變形狀況。對(duì)此公式分析后得出,倘若零件剛度保持在一定環(huán)境,工件負(fù)載列陣F則和其變形狀況U成一定的反比關(guān)系,只有采用合理的措施將F值降低或提高K值,才可以對(duì)L的變形狀況有效降低。2.2推廣刀具路徑改良措施。在制定刀具路徑的時(shí)候,一定要充分考慮工件加工進(jìn)程中所存在的一切變形問(wèn)題。如果工件存在變形一定會(huì)嚴(yán)重影響鈦合金薄壁零件加工的整體工藝質(zhì)量。大部分鈦合金薄壁零件強(qiáng)度較低,在進(jìn)行加工的時(shí)候如果實(shí)施反復(fù)切割和夾緊,一定會(huì)造成變形。相關(guān)人員在加工的時(shí)候,一定要全面考慮刀具路徑,并采用科學(xué)有效的方法,防止一切變形狀況發(fā)生。2.3提升零件裝夾方式與具體裝夾措施。在進(jìn)行鈦合金薄壁零件數(shù)控加工的時(shí)候,影響其工藝整體質(zhì)量的重要因素在于零件的方案與裝夾方式。鈦合金薄壁零件的實(shí)際強(qiáng)度很低,在進(jìn)行加工的時(shí)候加緊力度很大的話,則造成相關(guān)零件產(chǎn)生變形狀況,不利于零件的整體質(zhì)量與加工準(zhǔn)確度。在加工的時(shí)候,對(duì)于支撐力一定要額外進(jìn)行增加,從而滿足其實(shí)際的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。提升零件的抗壓力和強(qiáng)度是支撐力的另一目的,通常都是在鈦合金薄壁零件強(qiáng)度較弱的位置施加支撐力,然而,夾緊力則不同,它是在強(qiáng)度較大的位置進(jìn)行施加。只有有效結(jié)合這兩者,才能在一定程度上提升鈦合金薄壁零件的加工精度。
3結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)階段,各工業(yè)都在廣泛運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù),加工工藝創(chuàng)新與改革的步伐加快,鈦合金薄壁零件的數(shù)控車(chē)削加工技術(shù)也得到了不斷發(fā)展。為滿足現(xiàn)代加工工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的實(shí)際需要,應(yīng)全面提升其工藝質(zhì)量,深入分析與研究鈦合金薄壁零件數(shù)控車(chē)削加工工藝質(zhì)量的措施與方法,從而在一定程度上促進(jìn)我國(guó)加工工藝的平穩(wěn)持續(xù)發(fā)展。
作者:韋應(yīng)琴 單位:白銀礦冶職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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