鋁合金的比強度(σb/γ)較高,為18～21,因而在航空產(chǎn)品中得到廣泛地應(yīng)用偷被。薄壁零件是航空產(chǎn)品中較常見的一類零件,其結(jié)構(gòu)通常較復(fù)雜,精度要求高啤握。因此,研究鋁合金薄壁零件加工技術(shù)具有較大的現(xiàn)實意義非洲。

襯套是航空產(chǎn)品某重點型號關(guān)鍵部件中的一個軸類零件未状。該零件直徑較大,壁薄而密封環(huán)形槽多,形位公差要求高,材料為LC4-CS俯画。該零件的加工曾嘗試過3種方案。第1種方案:先粗加工外圓司草、內(nèi)孔,再上專用車夾精加工內(nèi)孔艰垂、內(nèi)環(huán)槽,最后上專用車夾精加工外圓、外環(huán)槽,外圓83.2f8與內(nèi)孔78H8同軸度只能達到0.04mm～0.05mm翻伺。第2種方案:先粗加工外圓矩袖、內(nèi)孔,再半精加工內(nèi)孔、內(nèi)環(huán)槽第六、外圓拖牢、外環(huán)槽,最后自制車夾精加工內(nèi)孔、內(nèi)環(huán)槽乙遵、外圓浦忠、外環(huán)槽,外圓83.2f8與內(nèi)孔78H8同軸度只能達到0.03mm～0.04mm。從試加工情況來看,上道工序的變形影響下道工序的加工基準(zhǔn),從而影響最終的加工精度轮庵。第3種方案:為了減少工序間變形,在第2種方案的基礎(chǔ)上采用工序間“開水煮”的土辦法處理,效果不太明顯,外圓83.2f8與內(nèi)孔78H8同軸度只能達到0.02mm～0.04mm,仍不能滿足設(shè)計圖紙中同軸度0.02mm的要求韩记。

與國內(nèi)一些大專院校及專業(yè)廠家進行了技術(shù)交流,始終未找到有實效的加工方法,該零件的加工逐漸成為整臺產(chǎn)品生產(chǎn)的“瓶頸”硫联。

1零件工藝分析

該零件為鋁合金較大直徑軸類薄壁零件,外圓、內(nèi)孔精度為IT8級,3處密封環(huán)形槽精度接近IT8級,其徑向圓跳動度為0.05mm,外圓與內(nèi)孔同軸度為0.02mm,外圓尺寸83.2f8(-0.036-0.090),壁厚不均勻,最大壁厚2.6mm,最小壁厚1.1mm喂交。為了批量加工出高精度合格工件,必須全面透徹地分析整個加工過程中可能出現(xiàn)的誤差,并針對這些誤差采取切實有效的措施援仍。

該零件的加工精度取決于由機床、夾具察夕、刀具和工件構(gòu)成的工藝系統(tǒng)妖坡。

工藝系統(tǒng)靜誤差中,機床的主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動誤差對加工誤差影響較大区匣。精密C6150A車床精車外圓的圓度為0.01mm,圓柱度為0.01mm/100mm,可以選用偷拔。該零件所用車刀的制造精度對加工精度無直接影響,但刀具幾何參數(shù)和形狀影響刀具的磨損及耐用度,間接影響加工精度。該零件因刀具本身及磨損所引起的加工誤差較小,根據(jù)工件材料及加工要求,可通過正確選擇刀具材料亏钩、刀具幾何參數(shù)莲绰、切削用量、冷卻潤滑姑丑、準(zhǔn)確刃磨等方法來控制蛤签。

夾具誤差(包括定位元件、夾具體等零件的制造誤差)彻坛、夾具的制造誤差顷啼、在機床上的安裝誤差以及工件在夾具上的安裝誤差都會影響零件的加工精度〔耄可采用“就地加工”的方法在機床上加工定位夾具,盡力減少夾具制造誤差钙蒙、安裝誤差和零件安裝誤差。

在機械加工過程中,由于切削力间驮、夾緊力躬厌、重力、慣性力试填、傳動力等的作用,會引起工藝系統(tǒng)的變形坠狈；同時,由于切削力受力點位置變化、毛坯加工余量變化和材料硬度變化,會引起工藝系統(tǒng)變形的變化三麦。工藝系統(tǒng)的變形及其變形的變化都會產(chǎn)生工件的尺寸誤差和幾何形狀誤差墙冻。由切削原理可知,徑向切削分力Fy和切削深度t成正比,即Fy=Ct,由此引起的工藝系統(tǒng)受力變形為y1=Ct1/K系統(tǒng),y2=Ct2/K系統(tǒng),其中K系統(tǒng)為工藝系統(tǒng)在y方向的剛度,

Δ工件=y1-y2=C(t1-t2)/K系統(tǒng),

由于Δ毛坯=t1-t2,所以Δ工件=CΔ毛坯/K系統(tǒng),令ε=C/K系統(tǒng),則有

Δ工件=εΔ毛坯,

該式表明了加工誤差與毛坯誤差之間的比例關(guān)系,說明了誤差復(fù)映規(guī)律,其中ε為誤差復(fù)映系數(shù)。當(dāng)加工過程分成幾次走刀進行時,每次走刀的復(fù)映系數(shù)為ε1屈宿、ε2奏尽、ε3……,總的復(fù)映系數(shù)ε總=ε1ε2ε3……。由于復(fù)映系數(shù)ε總小于1,經(jīng)過幾次走刀后,ε可以降到很小的數(shù)值脸嗜。通過合理選用切削用量和刀具幾何參數(shù),可盡量減小切削力及切削力的變化所引起的變形菠珍。為盡力減少誤差復(fù)映規(guī)律所造成的變形,應(yīng)合理分配加工余量,分多工序多次走刀加工,把該形式的變形控制到最小。

工藝系統(tǒng)動誤差中的受熱變形主要由切削熱、摩擦熱和輻射熱等引起,當(dāng)工藝系統(tǒng)在各種熱源的作用下,機床阴香、刀具离秸、工件各部分產(chǎn)生的溫度場開始時總處于不穩(wěn)定狀態(tài),在開始后的一段時間里,溫度不斷上升,溫度場不斷變化,經(jīng)過一定時間后,溫度才接近一個穩(wěn)定值,此時的溫度場就是一種穩(wěn)定的溫度場。與升溫階段一樣,機床停車?yán)鋮s過程的溫度場也是一種不穩(wěn)定的溫度場恳蹲。為了減少機床熱變形的影響,可使機床空轉(zhuǎn)一段時間,基本達到熱平衡后再加工零件虐块。為了減少工件和刀具的熱變形,應(yīng)合理選擇刀具的幾何參數(shù),合理選用冷卻液充分冷卻。

工件內(nèi)應(yīng)力是由于內(nèi)部宏觀的或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的,外界因素主要來自熱加工和冷加工阱缓。具有內(nèi)應(yīng)力的零件處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài),其內(nèi)部組織有強烈的傾向要恢復(fù)到一個穩(wěn)定的沒有內(nèi)應(yīng)力的狀態(tài),即使在常溫下,零件也在不斷地進行這種變化,直到內(nèi)應(yīng)力消失為止非凌。在這個過程中,零件的形狀逐漸變化举农。具有內(nèi)應(yīng)力的毛坯由于內(nèi)應(yīng)力暫時處于相對平衡狀態(tài),在短期內(nèi)還看不出有什么變動,但在切削去除某些表面部分以后,就打破了這種平衡,內(nèi)應(yīng)力重新分布,零件就明顯地出現(xiàn)了變形荆针。由于國內(nèi)沒有對應(yīng)的G90×8管料毛坯,實際選用90mm棒料毛坯加工,加工余量大,加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也大,變形也非常明顯。為了減少加工表面層的殘留應(yīng)力,應(yīng)盡力減小工件塑性變形,合理選用刀具颁糟、切削用量和冷卻液航背。為了盡快消除工件內(nèi)應(yīng)力(自然時效需要1個月以上的時間),縮短工序間消除內(nèi)應(yīng)力的時間,應(yīng)及時進行穩(wěn)定化時效處理。

null

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)棱貌，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享玖媚，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議婚脱。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布今魔、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺障贸，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)错森。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片厨杆、文字如涉及作品版權(quán)問題东种，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容翎郭，以保證您的權(quán)益撮译！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。