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論文導(dǎo)讀::薄壁套件在結(jié)構(gòu)上與剛性套件的區(qū)別為“壁薄”,其加工時在各影響因素的作用下,主要技術(shù)難點為變形較大,加工精度難以保證。本文主要分析引起變形的各影響因素,繼而探析減小變形的有效工藝措施,并通過生產(chǎn)實例進行工藝驗證,取得較好的實際良效,有效地保證了其加工精度要求。
論文關(guān)鍵詞:薄壁套件,工藝分析,應(yīng)用實例
俗話說“車工最怕車細長軸、薄壁套”,此話不無道理。套類零件是用來支承旋轉(zhuǎn)軸及軸上零件或用來導(dǎo)向的,該類零件的主要表面是內(nèi)孔和外圓,其主要技術(shù)要求是內(nèi)孔及外圓的尺寸以及圓度要求;內(nèi)外圓之間的同軸度要求;孔軸線與端面的垂直度要求。薄壁套類零件壁厚很薄,徑向剛性很差,在加工過程中受切削力、切削熱及夾緊力等諸多因素的影響,極易變形,且變形程度嚴重,導(dǎo)致以上各項技術(shù)要求難以保證。針對這些問題機械論文,結(jié)合本人多年的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,本文對薄壁套類零件加工過程中裝夾方法、切削用量、刀具幾何角度等做了深刻的探討,以供大家參考、共享。
一、薄壁套件的加工工藝分析
1、工件裝夾方法 薄壁類零件在加工過程中如果采用普通裝夾方法,會因為產(chǎn)生很大的變形而無法保證加工精度。例如用三爪自定心卡盤夾持薄壁套筒鏜孔:夾緊后套筒呈三棱形(圖1a),雖然鏜出的孔成正圓形(圖1b),但松開后,套筒的彈性恢復(fù)使已鏜成圓形的孔變成了三角棱圓形(圖1c)。
。╝)三爪自定心卡盤裝夾(b)鏜孔后
。╟)松開后(d)開口過渡環(huán)裝夾
圖1套筒夾緊變形誤差
故薄壁類零件的裝夾,一般應(yīng)增大工件的支承面和夾壓面積,或增加夾壓點使之受力均勻,并減小夾壓應(yīng)力和接觸應(yīng)力,必要時可增設(shè)輔助支承,以增強工件的剛性。具體措施如下:
(1)采用工藝凸臺裝夾 車削時在坯料上預(yù)留一定的夾持長度,在工件完成內(nèi)孔、外圓及端面的加工后切掉。這樣不但防止了工件產(chǎn)生太大變形,而且保證了內(nèi)孔、外圓及端面間的位置精度。但這種方法在應(yīng)用中局限性而且會造成材料的浪費。
(2)增加夾壓點或夾壓面積 通過增加夾壓點或夾壓面積減小零件的變形或使變形均勻化。如:采用專用卡爪或開口過渡環(huán)裝夾(圖1d);采用液性塑料自定心夾頭或彈簧夾頭裝夾;采用傳力襯墊裝夾等。
(3)變徑向夾緊為軸向夾緊 使夾緊力作用在剛度較大的軸向,避免了徑向發(fā)生大的變形。
2、切削用量的選擇 為減少工件振動和變形,應(yīng)使工件所受切削力和切削熱較小論文提綱怎么寫。在切削過程中產(chǎn)生的切削力可以分解為三個分力:主切削力Fz、進給抗力Fx、吃刀抗力Fy。切削力的經(jīng)驗公式為:
(1)
式中 CFz、CFx、CFy--------系數(shù)
XFzYFz XFx YFx XFy YFy-----指數(shù)
ap------背吃刀量
f--------進給量
其中吃刀抗力Fy作用在機床和工件剛度最差的方向上,容易引起切削振動和工件的彎曲變形,影響加工精度和工件表面質(zhì)量。
切削熱計算公式為:
Q=Fzvt (2)
式中 v——切削速度
t——切削時間
從以上兩式中可以看出機械論文,切削用量應(yīng)該選較小值,但考慮到生產(chǎn)率及加工塑性材料時避開積屑瘤的影響等,一般背吃刀量和進給量取較小值,而切削速度取較大值。從式(2)中可以看出切削速度增大后產(chǎn)生的熱量會增多,但同時工件與刀具的相對運動速度也提高,使熱量來不及傳到工件上而大部分被切屑帶走,因此,對加工的影響并不會增大。
3、刀具角度的選擇 加工薄壁類工件的刀具刃口要鋒利,一般采用較大的前角和主偏角,但是不能太大,否則會因刀頭體積的減小而引起強度、剛度下降,散熱性能變差,最終影響加工精度。刀具角度的取值與工件的形狀、材質(zhì)以及刀具自身的材料有關(guān)。
二、應(yīng)用實例
加工如圖2所示的薄壁套,除了圖中所示的要求外,內(nèi)外圓還有0.02mm的同軸度公差。
圖2薄壁套
1、夾具設(shè)計 加工可以先加工內(nèi)孔和一個端面,此時留較大的余量,采用開口過渡環(huán)裝夾;在最后一道工序中采用如圖3所示的夾具裝夾加工外圓。該夾具的核心元件是彈性套5,在心軸1上裝有一對錐套2和6機械論文,擰動螺母8使其向右移動時,錐套給彈性套一個徑向力,將工件4脹緊,反方向擰動時工件松開。其中定位銷3和7是防止彈性套與錐套以及錐套與心軸之間的相對轉(zhuǎn)動。該夾具使夾緊力均勻作用在工件的內(nèi)表面上,不但減小了工件因變形而引起的加工誤差,而且因為消除了徑向間隙而提高了定位精度,能夠很好地保證內(nèi)外圓的同軸度要求。
圖3彈性心軸
1.心軸 2、6.錐套 3、7.定位銷
4.工件 5.彈性套 8.螺母
2、刀具幾何參數(shù)的選擇如圖4所示。
。╝)外圓精車刀(b)內(nèi)孔精車刀
圖4刀具幾何參數(shù)
3、精車切削用量的選擇見附表。
切削用量選擇表
工件材料 |
刀片材料 |
切削用量 |
||
v / m.min-1 |
?/ mm.r-1 |
ap / mm |
||
45、Q235A |
YT15 |
100~130 |
0.08~0.16 |
0.05~0.5 |
鋁合金 |
YA6、YG6X |
400~700 |
0.02~0.03 |
0.05~0.1 |
4、通過實際切削加工表明,用以上的夾具裝夾,變形較小,能夠保證形狀及同軸度的要求。刀具幾何參數(shù)及切削用量的選擇也較為合理,工件的各項要求均有明顯的提高。
參考文獻:
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