前言
典型盘类零件有不同数量的曲面、端面、外轮廓、螺纹孔、深孔等组合而成,盘形块状为其典型特征。为了满足不同机械设备的需求一般需利用类型较多的刀具,零件加工人员可利用机床编制程序完成充足的零件加工准备,然后结合材料实际情况进行相应加工处理措施,全面提升零件加工精度。
一、盘类零件加工对机床的要求
平面、凹槽、外轮廓、孔等为典型盘类零件的主要结构。在加工过程中由于不同结构的特性其对刀具具有较高的要求,如尺寸精度、表面光洁度、形状精度等,为了保证加工质量及加工效率,可采用加工中心机床进行加工处理。
二、加工图样分析
未标尺寸工程均为±0.08毫米,异形轮廓尺寸公差为15-0.05-0.02毫米。此零件平面加工尺寸应保证为35-0.02毫米,孔加工尺寸为30+0.02毫米、15+0.08毫米、300毫米。一般典型盘类零件对孔的加工精度具有较高的要求,除四方异形塔子外轮廓尺寸符合规定外,应保证尺寸对基准对称0.01毫米。
根据上述零件尺寸及加工精度的要求,可综合考虑加工生产率、加工成本等因素对加工工序进行合理安排。在先基准后划分的加工原则上进行穿插加工措施,即根据各加工情况的变化控制数控系统中旋转频率及半径补充作用,保证粗加工、精加工工序的正常进行。
三、典型盘类零件的加工工艺
1.加工前准备
加工前的准备工作对典型盘类零件的加工质量具有极大的影响。一般典型盘类材料可选择黄铜、钢、青铜、铸铁等材质的原材料,同时对于不同材料的孔径区别可采用不同的加工工艺,如当孔径较大时可进行预孔处理,而当孔径较小时需采用冷拔棒、热轧等措施。若生产规模较大时可采用冷挤压等制造技术。在接到加工材料毛坯时,材料加工人员应第一时间对其尺度及内部完整性进行检查,并进行余量去除措施,在余量去除措施实施之后,对现有尺寸进行检查,并结合具体加工规范进行对比分析,以便为持续切削加工用量及加工步骤的合理规划提供依据,然后在材料加工设备、辅助设施完整的情况下选择立式高速加工设备进行下一步机床材料铣削加工。
2.加工工艺安排
在材料铣削加工过程中,根据加工效率、加工精度、加工成本等因素可采用先基面后内部、先粗后精先主后次的加工顺序,即在实际加工过程中可依次进行零件基准面、外轮廓、凹槽、孔的加工,在加工过程中应最大程度的满足基准重合的要求,即以零件端面、内径中点为基准,结合外圆辅助措施,从而保证零件加工质量[1]。首先加工人员可控制住材料毛坯左端,(可采用三爪卡盘、四爪卡盘、花盘等进行零件装夹)并保证材料毛坯右端具有一定的空余空间,同时进行材料毛坯右端平削措施。在进行材料毛坯右端平削时可采用30毫米的铣刀进行粗铣措施,应注意控制铣刀切深小于3毫米,在薄壁内侧加工时可控制铣刀切深在8毫米左右。由于不同操作台面之间、台面与薄壁之间的摩擦力限制,可使用15毫米的立铣刀进行粗加工,在粗加工工序完成之后进行精加工措施,在精加工过程中应对操作台面的轮廓及薄壁内部结构面进行合理调控,控制刀具的切屑用量。其次在材料毛坯控制台面进行通孔措施,即将粗车左侧轮廓长度为15毫米、内径为75毫米的粗镗内孔向内径为35毫米、50毫米进行通孔处理。在通孔过程中应注意控制粗加工左端表面一定,为了保证外圆轴线与孔轴线在同一水平面,可利用心轴装夹的方式。常用的心轴装夹主要有圆柱心轴、锥孔心轴、螺纹心轴等。通过心轴与材料内孔之间的良好连接,在确定通孔完毕后采取零件铣削措施。零件铣削主要采取从左到右的方向进行铣削,其中后进车外圆、车削外径、车削内孔、进车内孔直径分别为100毫米、55毫米、40毫米、100毫米。对于精车尺寸控制可通过后进车外圆夹持进行。
3.切削参数确定
在进行切削参数设置时,相关工作人员需综合考虑材料表面粗糙度、工件切削进给率、切削深度、工件数量、刀具生产率、工件硬度及其热处理情况等因素,选择合理的刀具进给量、切削深度及切削速度。其中在进行切削速度选择时可依据实际生产经营选择较低的粗车切削速度及较高的精车切削速度,然后根据材料自身性质对切削速度进行适当调整,一般切削转速为车辆进给速度与工件直径一千分之一的比;由于材料粗加工进给量大小受刀杆、刀片、机床、夹具强度等因素的影响,因此可结合刀具圆弧半径、工件材料性质设置合理的进给量。在进行切削深度选择时可根据单位走刀量及加工表面与工作台面之间的距离、零件刚度、车床功率进行合理选择,在材料刚度一定的情况下应选择较大的切削深度,从而减低切削频率增加对材料精度的影响,一般材料精加工余量应控制在0.25毫米左右。
四、加工的注意事项
1.夹持面控制
一般来说,在进行典型盘类车削加工时,调头夹持及车削面积分别为100毫米、75毫米,可供夹持面积对夹持部分技术要求较高,且在实际施工过程中极易出现轴向窜动、径向跳动等加工风险,这种情况下可对其夹持设备进行优化调整,结合后续加工步骤中零件左端外圆直径大小变化,在设计夹具时应考虑两点,一是夹持力度增加、二是夹持位置固定[2]。一般为了保证典型盘类加工精密度,需进行精加工措施,即借鉴已加工轴、孔等典型盘类零件加工工艺,将内孔、外圆等部门进行独立处理。一般首先处理内孔,以整体孔径为标准适当调高夹持装置的夹持度,然后进行以内孔中点为基准进行夹持位置的固定,为外圆夹持力度的控制提供依据。在外圆夹持过程中需在控制左端的同时,将零件右端顶住反二爪外侧保证零件外侧位置固定。
2.稳定控制
由于材料毛坯表面的不规则性,在进行左端零件夹持时可能会出现夹持力度不均匀导致加工精度变化的情况,甚至由于夹持端与设备接触面不完整,导致零件铣削事故发生。为了避免上述问题发生,可在材料毛坯左端夹持时,空出适当面积的工作范围便于右端平削工序的正常进行。为了保证材料平削效果需维持材料平削面与操作面为90°,并利用反爪设备进行右端固定措施,在事先车好的工艺操作范围内利用反二爪材料毛坯右端顶住的措施,降低材料毛坯左端重力过大导致的工作台面不稳问题。此外为了降低台面不稳对钻孔效果的影响,可在正式加工之前逐次进行内孔分钻、扩钻及外圆轴、孔粗加工措施,在降低粗车余量的同时,也可以保证车刀安装过程中的稳定性,进而减低端面平削对材料的损耗。
结束语
综上所述,现代机械制造过程中,典型盘类加工工艺具有较广泛的应用。在实际盘类构件加工过程中,工作人员可综合考虑材料刚度、机床运行速率、材料精度等情况选择合理的加工数据,然后在先基面后中心的加工原则下进行加工工序,从而保证盘类材料精度符合需求。
前言典型盘类零件有不同数量的曲面、端面、外轮廓、螺纹孔、深孔等组合而成,盘形块状为其典型特征。为了满足不同机械设备的需求一般需利用类型较多的刀具,零件加工人员可利用机床编制程序完成充足的零件加工准备,然后结合材料实际情况进行相应加工处理措施,全面提升零件加工精度。一、盘类零件加工对机床的要求平面、凹槽、外轮廓、孔等为典型盘类零件的主要结构。在加工过程中由于不同结构的特性其对刀具具有较高的要求,如尺寸精度、表面光洁度、形状精度等,为了保证加工质量及加工效率,可采用加工中心机床进行加工处理。二、加工图样分析未标尺寸工程均为±0.08毫米,异形轮廓尺寸公差为15-0.05-0.02毫米。此零件平面加工尺寸应保证为35-0.02毫米,孔加工尺寸为30+0.02毫米、15+0.08毫米、300毫米。一般典型盘类零件对孔的加工精度具有较高的要求,除四方异形塔子外轮廓尺寸符合规定外,应保证尺寸对基准对称0.01毫米。根据上述零件尺寸及加工精度的要求,可综合考虑加工生产率、加工成本等因素对加工工序进行合理安排。在先基准后划分的加工原则上进行穿插加工措施,即根据各加工情况的变化控制数控系统中旋转频率及半径补充作用,保证粗加工、精加工工序的正常进行。三、典型盘类零件的加工工艺1.加工前准备加工前的准备工作对典型盘类零件的加工质量具有极大的影响。一般典型盘类材料可选择黄铜、钢、青铜、铸铁等材质的原材料,同时对于不同材料的孔径区别可采用不同的加工工艺,如当孔径较大时可进行预孔处理,而当孔径较小时需采用冷拔棒、热轧等措施。若生产规模较大时可采用冷挤压等制造技术。在接到加工材料毛坯时,材料加工人员应第一时间对其尺度及内部完整性进行检查,并进行余量去除措施,在余量去除措施实施之后,对现有尺寸进行检查,并结合具体加工规范进行对比分析,以便为持续切削加工用量及加工步骤的合理规划提供依据,然后在材料加工设备、辅助设施完整的情况下选择立式高速加工设备进行下一步机床材料铣削加工。2.加工工艺安排在材料铣削加工过程中,根据加工效率、加工精度、加工成本等因素可采用先基面后内部、先粗后精先主后次的加工顺序,即在实际加工过程中可依次进行零件基准面、外轮廓、凹槽、孔的加工,在加工过程中应最大程度的满足基准重合的要求,即以零件端面、内径中点为基准,结合外圆辅助措施,从而保证零件加工质量[1]。首先加工人员可控制住材料毛坯左端,(可采用三爪卡盘、四爪卡盘、花盘等进行零件装夹)并保证材料毛坯右端具有一定的空余空间,同时进行材料毛坯右端平削措施。在进行材料毛坯右端平削时可采用30毫米的铣刀进行粗铣措施,应注意控制铣刀切深小于3毫米,在薄壁内侧加工时可控制铣刀切深在8毫米左右。由于不同操作台面之间、台面与薄壁之间的摩擦力限制,可使用15毫米的立铣刀进行粗加工,在粗加工工序完成之后进行精加工措施,在精加工过程中应对操作台面的轮廓及薄壁内部结构面进行合理调控,控制刀具的切屑用量。其次在材料毛坯控制台面进行通孔措施,即将粗车左侧轮廓长度为15毫米、内径为75毫米的粗镗内孔向内径为35毫米、50毫米进行通孔处理。在通孔过程中应注意控制粗加工左端表面一定,为了保证外圆轴线与孔轴线在同一水平面,可利用心轴装夹的方式。常用的心轴装夹主要有圆柱心轴、锥孔心轴、螺纹心轴等。通过心轴与材料内孔之间的良好连接,在确定通孔完毕后采取零件铣削措施。零件铣削主要采取从左到右的方向进行铣削,其中后进车外圆、车削外径、车削内孔、进车内孔直径分别为100毫米、55毫米、40毫米、100毫米。对于精车尺寸控制可通过后进车外圆夹持进行。3.切削参数确定在进行切削参数设置时,相关工作人员需综合考虑材料表面粗糙度、工件切削进给率、切削深度、工件数量、刀具生产率、工件硬度及其热处理情况等因素,选择合理的刀具进给量、切削深度及切削速度。其中在进行切削速度选择时可依据实际生产经营选择较低的粗车切削速度及较高的精车切削速度,然后根据材料自身性质对切削速度进行适当调整,一般切削转速为车辆进给速度与工件直径一千分之一的比;由于材料粗加工进给量大小受刀杆、刀片、机床、夹具强度等因素的影响,因此可结合刀具圆弧半径、工件材料性质设置合理的进给量。在进行切削深度选择时可根据单位走刀量及加工表面与工作台面之间的距离、零件刚度、车床功率进行合理选择,在材料刚度一定的情况下应选择较大的切削深度,从而减低切削频率增加对材料精度的影响,一般材料精加工余量应控制在0.25毫米左右。四、加工的注意事项1.夹持面控制一般来说,在进行典型盘类车削加工时,调头夹持及车削面积分别为100毫米、75毫米,可供夹持面积对夹持部分技术要求较高,且在实际施工过程中极易出现轴向窜动、径向跳动等加工风险,这种情况下可对其夹持设备进行优化调整,结合后续加工步骤中零件左端外圆直径大小变化,在设计夹具时应考虑两点,一是夹持力度增加、二是夹持位置固定[2]。一般为了保证典型盘类加工精密度,需进行精加工措施,即借鉴已加工轴、孔等典型盘类零件加工工艺,将内孔、外圆等部门进行独立处理。一般首先处理内孔,以整体孔径为标准适当调高夹持装置的夹持度,然后进行以内孔中点为基准进行夹持位置的固定,为外圆夹持力度的控制提供依据。在外圆夹持过程中需在控制左端的同时,将零件右端顶住反二爪外侧保证零件外侧位置固定。2.稳定控制由于材料毛坯表面的不规则性,在进行左端零件夹持时可能会出现夹持力度不均匀导致加工精度变化的情况,甚至由于夹持端与设备接触面不完整,导致零件铣削事故发生。为了避免上述问题发生,可在材料毛坯左端夹持时,空出适当面积的工作范围便于右端平削工序的正常进行。为了保证材料平削效果需维持材料平削面与操作面为90°,并利用反爪设备进行右端固定措施,在事先车好的工艺操作范围内利用反二爪材料毛坯右端顶住的措施,降低材料毛坯左端重力过大导致的工作台面不稳问题。此外为了降低台面不稳对钻孔效果的影响,可在正式加工之前逐次进行内孔分钻、扩钻及外圆轴、孔粗加工措施,在降低粗车余量的同时,也可以保证车刀安装过程中的稳定性,进而减低端面平削对材料的损耗。结束语综上所述,现代机械制造过程中,典型盘类加工工艺具有较广泛的应用。在实际盘类构件加工过程中,工作人员可综合考虑材料刚度、机床运行速率、材料精度等情况选择合理的加工数据,然后在先基面后中心的加工原则下进行加工工序,从而保证盘类材料精度符合需求。【参考文献】[1]王翀, 隋翯, 张翔宇,等.薄壁盘类零件超声振动车削实验研究[J].电加工与模具, 2016(3):33-35.[2]刘红艳, 张明伟.巧设对刀基准面实现“内V型”盘类零件的加工[J].韶关学院学报, 2016, 37(6):33-36.
文章来源:《现代制造技术与装备》 网址: http://www.xdzzjsyzb.cn/qikandaodu/2020/0529/336.html