某卡環(huán)零件加工

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1、 科學(xué)發(fā)展 科學(xué)與財富 某卡環(huán)零件加工 李是青 (中國空空導(dǎo)彈研究院) 摘 要:針對某卡環(huán)零件易變形、剛性差、質(zhì)量不能保證的難題,通過設(shè)計合理的加工流程,安排熱處理時效、以及改進工裝和裝夾方式等工藝措施,有 效地解決了問題,提高了零件合格率。 關(guān)鍵詞:卡環(huán);變形;工裝 前言 某卡環(huán)零件主要結(jié)構(gòu)為薄壁半環(huán)形,上下一對兒配合使用。圖1所示為上卡 環(huán)、下卡環(huán)零件模型,外圓處直徑漬170mm,最薄處壁厚僅為2mm,兩側(cè)為凸出的 連接法蘭,外圓為圓弧面,內(nèi)腔為T型槽,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。加工過程中采用上下組合加 工的方法,在加工出主要尺寸要素后,再完成切斷。加工

2、選用漬210x35mm的管料, 兩端凸出法蘭導(dǎo)致零件余量分布不均勻,內(nèi)應(yīng)力引起的變形導(dǎo)致外圓漬1700+0.26mm、 法蘭孔的距離181依0.2mm等尺寸保證困難。 1 主要加工要素和技術(shù)要求 零件的主要結(jié)構(gòu)及尺寸如圖1所示(上、下卡環(huán)未切開前)。 圖2 工藝路線圖 3.2零件粗加工 工藝安排時先對材料進行調(diào)質(zhì),提高材料機械加工性能,然后粗車內(nèi)孔外圓, 35工序平面磨加工兩端面保證平行度0.01mm。45工序以外圓定位,線切割切零件 外形,保證同軸度漬0.3mm。在兩端法蘭分別加工1.80+0.05mm“一”字槽兩處,為后續(xù)精 加工工序定角向提供基準。

3、 3.3零件精加工 06mm內(nèi)孔和漬165.8 3.3.1 零件內(nèi)孔加工。55工序數(shù)控車精加工零件漬161.4++00..09 +0.16 0 mm溝槽(圖3)。數(shù)車裝夾采用外圓粗定位然后找正內(nèi)孔的方法。由于線切割粗 加工外形后零件有變形,因此工裝設(shè)計定位孔時外圓處均勻留0.2mm間隙,避免 圖1 零件主要尺寸 精度要求較高的要素見表1。 表1 上、下卡環(huán)的主要尺寸公差與形位公差要素表 2 主要技術(shù)難點 2.1零件剛性差變形大 上、下卡環(huán)結(jié)構(gòu)為半圓環(huán)薄壁零件,外圓直徑漬170mm,最薄處壁厚僅為 2mm,雙手

4、握零件兩側(cè)稍微用力即可變形幾個毫米。兩側(cè)凸出的連接法蘭高出外圓 近15mm,導(dǎo)致各處余量不均勻,內(nèi)腔為T型槽,整體加工完成后再切開時變形較 大。 2.2定位裝夾困難 零件外圓為弧面,且兩側(cè)有凸出的連接法蘭高出外圓近15mm,導(dǎo)致裝夾比較 困難。還有零件為薄壁結(jié)構(gòu),裝夾力的影響比較大,采取合適的裝夾方式,盡量減小 裝夾變形是保證尺寸的關(guān)鍵。 3 工藝方案及措施 3.1工藝設(shè)計 零件半圓環(huán)結(jié)構(gòu),加工剛性差,不易于裝夾,采用組合加工加工出零件的外形 和內(nèi)腔尺寸,最后再用線切割切開的方法。由于余量去除較大,所以在工藝設(shè)計時 按照粗加工、修正基準、精加工、時效去應(yīng)力、再切開的

5、思路安排工藝路線。 111 工藝路線見圖2 萬方數(shù)據(jù) 了裝夾變形,壓板采用四點壓緊定位。加工過程中,采用分層切削的方法,先粗加工 內(nèi)孔和內(nèi)槽,然后松開壓板釋放應(yīng)力,再重新找正壓緊進行精加工,使零件在粗加 工階段產(chǎn)生的應(yīng)力能提前得到釋放。 圖3 精加工示意圖(55工序) 3.3.2 零件外形加工。60工序在立式加工中心上用成型銑刀精加工零件外圓 弧面。本工序利用內(nèi)孔定中心,線切割工序加工法蘭“一”字槽定零件角向,蓋板配 合壓緊零件。由于零件內(nèi)孔與工裝定位凸臺以及定位銷與法蘭“一”字槽存在間隙, 導(dǎo)致零件壁厚不能很好保證。因

6、此工裝設(shè)計采用過定位的方案,即在兩端法蘭 “一”字槽各插入一個定位銷,較好地解決了壁厚不均勻的問題。 70工序在臥式加工中心上加工法蘭上的連接孔。定位方法同60工序,60工 序內(nèi)容也可合并入本工序加工。 80工序線切割,兩端孔定位,拉平零件,沿“一”字槽方向從兩側(cè)對零件完成切 斷。由于孔底的壁厚公差較嚴,零件被切開時可能變形導(dǎo)致該尺寸無法保證,因此 線切割裝夾時共設(shè)計4個壓板,每個法蘭上面一個,控制零件在機床上無法變形。 4應(yīng)用效果 通過兩個批次的驗證,零件合格率98%以上,很好地解決了零件因變形、薄 壁、加工剛性差等而導(dǎo)致的變形問題。 5結(jié)論 通過設(shè)計合理的加工流程,安排熱處理時效、設(shè)計改進工裝和裝夾方式等工 藝措施有效的解決了異形薄壁件的加工變形和剛性差等難題。同時該工藝也為其 他類似零件的工藝設(shè)計和加工提供了參考,有一定的借鑒意義。

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