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薄壁零件的数控车削加工工艺研究

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  摘 要:薄壁零件在加工过程中最容易出现变形的问题,这也是数控车削加工过程中比较关键的工艺环节。文章首先对于影响薄壁零件加工精度的因素展开分析,接着探究薄壁零件数控车削加工工艺流程,希望可以引导实际的加工工作的顺利开展。
  关键词:薄壁零件;数控车削;加工工艺
  薄壁零件结构比较紧促,质量偏低,材料占用比较少,是当前很多工业领域运用的重要材料。但是其在生产性能不是很好,因为强度低,刚性不高的问题,很容易在加工的时候出现变形,从而影响到零件性能的最大发挥。因此,探讨薄壁零件的数控车削加工工艺,显得尤为必要。
  一、影响薄壁零件加工精度的因素
  当前能够对于薄壁零件加工精度产生影响的因素主要可以归结为以下几个方面的内容:其一,刀具方面,比如磨损情况,刀具材质等;其二,机床方面,主要涉及到几何精度范围和控制精度;其三,切削热因素,比如刀具受热变形或者工件受热变形;其四,切削力因素,主要牵涉到工件受力变形因素和刀具受力变形因素两个方面内容;其五,工件因素,主要牵涉到结构特点和装夹方式等内容。
  二、薄壁零件数控车削加工工艺难点分析
  此处我们以生产1Cr18Ni9Ti薄壁零件为例,其特性主要体现在:不锈钢材料,切削加工性偏差,可切削的范围比较局限,属于一种比较难切削材料。这是因为这种材料属性,韧性都比较高,无论是延伸率,还是断面收缩率,乃至是冲击值都处于偏高的状态。也就是说一般性的切削是难以达到理想的效果的;高温强度和高温硬度高,机械性能难以改变,切削难度比较大,对于刀具的磨损比较强;加工硬化倾向偏高,工件切削的摩擦比较大,很容易出现工件表面粗糙的情况;切削过程中一旦操作不合理,就可能出现粘刀的情况,并且形成积屑瘤,这也是影响零件表面加工质量的重要因素;零件筒壁厚度比较小,使用常规装夹的方式,很容易出现变形,此时就难以保证实际的尺寸精度了。上述出现的各种问题,是薄壁零件数控车削加工工艺需要好好去面对的问题。但是从当前的实际情况来看,数控车削加工工人技术素质不高,很多做法都是凭借个人经验来开展,在此方面的工艺流程还没有形成制度化的内容,也没有形成对应的工艺标准和规范,难以引导实际薄壁零件数控车削加工工艺的规范化发展。
  三、薄壁零件数控车削加工工艺策略
  薄壁零件数控车削加工工艺需要结合上述加工难点,制定更加合理的加工方案,以理顺加工工艺流程和顺序,由此保证薄壁零件加工精度处于理想的范围内。具体来讲,需要考量到以下几个方面的问题:
  3.1妥善合理选择机床
  在对于零件材料,零件形状,零件精度要求等信息进行分析之后,确定应该选择什么样的机床,这是薄壁零件数控车削加工之前需要做好的事情。因为不同的数控机床在在生产不同零件方面的性能是不一样的,保证妥善的实现机床的选择,这是工艺开展的第一步,也是比较关键的一步。当然还需要考量到生产企业自身的设备水平,保证在自身设备体系的基础上去妥善合理的选择机床。
  3.2实现装夹方法调整
  对于零件的结构进行分析,找到对应的零件质量标准和要求,在零件左边预留对应的法兰,并且在内孔出设置相应的螺纹。在此环节笔者建议以自定心三爪卡盘定位夹紧的方式来处理,对于加工工件外圆,要利用芯轴,压螺,以夹顶的方式来处理,这是装夹过程中需要注意的环节。由此可以改变传统装夹方式和方法,使得装夹效益得到理想的状态。
  3.3合理安排加工工序
  加工工序的合理设置,也是影响数控车削加工工艺质量的重要因素。首先,三爪夹持工件之后,从左边开始进行车,保证车外圆长控制在要求的范围内即可;接着,以粗车的方式来处理,预留对应的精加工余量,实现精车内孔尺寸的合理控制,保证其处于对应的状态,并且在法兰内孔螺纹长度控制环节,要格外小心。下面的图片为车以后的效果示意图。第三步,就是要套入芯轴,实现内孔的支撑,并且加入压螺,使用法兰内螺纹螺旋的方式来处理,从左边端面到右边顶尖,使得外圆也保存这对应的余量;最后一步就是切断法兰工件,使得零件的长度符合实际的要求。
  3.4选择较合适的刀具
  因此此次材料是不锈钢材质的,在刀具选择方面也需要注意。一般来讲,在刀具选择的时候,需要考量到刀具材料和几何构造的问题。一般而言,对于不锈钢材质的材料而言,适应硬质合金的刀片,可以保证在切削的过程中,不会出现摩擦现象过重,粘结性的问题。当然在选择刀具的时候,还是需要做到具体问题具体分析,依照对应的使用标准和规范来选择,以保证车削加工精度和质量不会受到刀具的影响。
  3.5选择合理切削用量
  切削用量的选择,也是评价工艺好坏的重要因素。对于薄壁零件而言,切削用量过大或者过小,都会出现表面应力,使得工件表面质量不断下降,甚至会对于切削力,切削热产生影响,变形程度会更加大。为了规避这样的问题,就应该在薄壁零件数控车削加工的过程中,选择合适的切削用量。为此,需要注意的内容主要涉及到:选择合理的取线速度和粗加工速度;实现精加工速度的控制;选择粗加工背刀量和精加工背吃刀量。
  四、结束语
  综上所述,薄壁零件消费市场在不断扩大的背景下,对于薄壁零件的生产性能和质量要求也会越来越高,此时如果还一味的使用传统的薄壁零件数控车削加工工艺方案,显然是难以保证实际车削精度和质量的。对此,应该结合当前薄壁零件数控车削加工工艺存在的问题,找到技术方面存在的困境,积极采取对应的措施来进行改善和调整。对此,笔者认为应该做好以下几个方面的工作:其一,实现专业的技术培训和教育,使得薄壁零件数控车削加工工序朝着专业化的方向发展,处理好人机之间的关系,营造良好的生产环境和氛围;其二,注重薄壁零件数控车削加工标准和规范的制定,将其推广到行业范围内,使得行业内部都严格依照这样的质量标准去操作,由此形成良好的车削加工行业环境;其三,注重先进仪器设备的引入和先进技术的利用,发挥其在提升数控车削加工工艺精度方面的作用,保证实际数控车削加工精度朝着越来越高的方向发展和进步。
  参考文献:
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