关于薄壁件加工的提案改善.docx

关于薄壁件加工的提案改善对于产品薄壁环形零件的加工在车削工艺中是较有难度的，因为壁薄，刚性差、强度低、变形较大，在加工操作中不易保证加工质量，表面精度较难掌握。车间现场处理也经常出现此类问题，为了有效的改善此类问题，工艺人员对典型工件在工件的装夹、加工用刀具、工艺流程等方面进行大胆的尝试，找到有效克服零件变形影响的方法，保证加工零件的精度要求。1 典型工件分析1.1 工件的基本情况以HFDF200-115x7中段密封环的加工为例，该零件为薄壁环形工件，材料为3Cr13马氏体不锈钢，表面渗氮硬度为HRC60，壁厚为 5mm，其形状及尺寸如图1所示。1.2 工件的主要加工难点分析由图1可以看出，内孔170H7，外圆180js6及位置度要求是该工件最主要的加工难点。该工件表面渗氮后加工，因刚性差，极易发生变形；加上排屑困难，表面质量、圆度均难以保证；且存在切削时刀具易崩刃、磨损等现象。为保证该工件内孔、外圆的同轴度，以及减小其表面渗氮处理后的变形量，该工件半精加工为精加工预留了余量。这些加工难点的存在，使得加工过程中刀具选择、加工工艺路线安排、工艺装夹方式确定等成为该工件是否合格的关键。2 加工工艺过程设计通过对工件结构及其加工难点的分析，制定出以下加工工艺路线：下料普车粗加工外圆、内孔，平端面热处理调质数控车半精加工内孔、外圆，平两侧端面热处理时效数控精车加工外圆内孔，平端面表面渗氮处理，硬度HRC60以上检测渗氮层表面硬度三点点焊嵌入中段数控精车好内孔检测内孔渗氮层表面硬度。3 加工工艺改善方案的确定3.1改变装夹方式回转体薄壁零件由于内外圆直径差很小，强度低，若卡盘上夹紧力过大，零件就会产生变形，产生极大的形状误差如图2所示。如果我们采用开缝套筒或扇形软卡爪对零件的变形很小，有效的改善了加工质量。如图3所示。 图2 三爪卡盘直接装卡 图3开缝套筒或扇形软卡爪装卡例如：用开口套改变三爪卡盘的三点夹紧为整圆抱紧，即用三爪卡盘夹持开口套使其变形并均匀抱紧薄壁套后再车削内孔。3.2 合理选择刀具及刀具的几何角度，一般车削钢件材料的薄壁零件时，用高速钢刀具，前角取6-30；用硬质合金刀具，前角取5-20。刀具的后角大，摩擦力小，切削力也相应减小，但后角过大也会使刀具强度减弱。在车削薄壁零件时，用高速钢车刀，刀具后角取6-12，用硬质合金刀具，后角取4-12。精车时取较大的后角，粗车时取较小的后角。主偏角在30-90范围内，车薄壁零件的内外圆时，取大的主偏角。副偏角取8-15，精车时取较大的副偏角，粗车时取较小的副偏角。3.3选择合理的切削用量切削力的大小与切削用量密切相关。背吃刀量和进给量同时增大，切削力也增大，变形也大，对车削薄壁零件极为不利。减少背吃刀量，增大进给量，切削力虽然有所下降，但工件表面残余面积增大，表面粗糙度值大，使强度不好的薄壁零件的内应力增加，同样也会导致零件的变形。所以，粗加工时，背吃刀量和进给量可以取大些；精加工时，背吃刀量一般在02-05 mm，进给量一般在0.1-0.2mm/r，甚至更小，精车时用尽量高的切削速度，但不易过高。合理选用三要素就能减少切削力，从而减少变形。4 典型工件的工艺规程粗车一 卡外圆，找正卡紧。粗车小外圆及内孔、端面，单边均留余量2.0。粗车外圆主轴转速800r/min,进给速度F150mm/min,吃刀量1mm；粗车内孔主轴转速600 r/min,进给速度F150mm/min,吃刀量1mm.粗车二 卡已车外圆，按内孔找正卡紧。粗车外圆接平，平端面。粗车外圆主轴转速800r/min,进给速度F150mm/min,进给量1mm；粗车内孔主轴转速600 r/min,进给速度F150mm/min,吃刀量1mm.热处理 调质处理HB=241-285半精车一 卡外圆，找正卡紧。半精车好外圆.内孔.端面，单边均留余量1.0，按全长加2切下。半精车外圆主轴转速1200r/min,进给速度F30F45mm/min,吃刀量0.3mm；半精车内孔主轴转速1200 r/min,进给速度F30F45mm/min,吃刀量0.3mm.半精车二 卡外圆，打表找正卡紧。半精车好另端面.单边均留余量1.0，半精车外圆主轴转速1200r/min,进给速度F 30-45mm/min,吃刀量0.3mm；半精车内孔主轴转速1200 r/min,进给F30-F45mm/min,吃刀量0.3mm. 热处理 时效消应力热处理。 精车 卡外圆，找正卡紧。精车好外圆.内孔.端面并倒角。精车外圆主轴转速1200r/min,进给速度F30-45mm/min,吃刀量0.3mm；精车内孔主轴转速1200 r/min,进给F30