淺談薄壁零件的銑削加工技術(shù)要點.doc
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淺談薄壁零件的銑削加工技術(shù)要點 摘 要:薄壁零件的數(shù)控銑削加工因薄壁件自身的特點決定了其加工難度極大,制造工藝復(fù)雜。本文就薄壁件的特點及加工方法理論進行分析,提出薄壁零件的數(shù)控銑削加工中變形控制的相應(yīng)措施及改善方法。 關(guān)鍵詞:薄壁零件加工;數(shù)控銑;加工變形 薄壁零件在工程上應(yīng)用廣泛,具有重量輕、強度高、造型美觀等突出特點,薄壁零件按照空間幾何形態(tài)通??煞譃橐约氶L軸為代表的二維薄壁構(gòu)件和以薄壁件為代表的三維薄壁零件。此類零件的共同特點是受力形式復(fù)雜,剛度低,加工時極易引起誤差變形或工件顫振,從而降低工件的加工精度。特別是當(dāng)零件的形狀和加工精度要求較高時,對振動、切削力大小及波動、切削溫度、裝夾方式均十分敏感,往往未加工到規(guī)定的尺寸,零件已經(jīng)超出了精度要求,因此,薄壁零件的加工制造難度極大,成為國際上公認的復(fù)雜制造工藝問題。 1 薄壁零件加工技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀 薄壁零件在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中占有很重要的戰(zhàn)略意義,國內(nèi)外的學(xué)者專家都做了很深入的研究。歐美等制造業(yè)比較發(fā)達的國家針對薄壁零件的結(jié)構(gòu)特點,應(yīng)用的技術(shù)主要有:(1)從加工工藝系統(tǒng)的整體剛度考慮,提出充分利用零件的整體剛性變形控制方案;(2)在機床方面,提出了平行雙主軸聯(lián)動精度控制方案;(3)在裝夾方面,提出了用低熔點合金填充或使用真空夾具精加工零件的方案;(4)在切削用量方面,提出了變進給速度加工方法,通過工藝方法實驗與計算機模擬仿真相結(jié)合,提高效率和可靠性;(5)采用有限元仿真預(yù)測加工變形,再利用數(shù)控補償技術(shù)進行適當(dāng)主動誤差補償,從而提高薄壁零件的加工精度。而在我國,由于缺少高精的理論計算和相關(guān)的試驗數(shù)據(jù),在這方面的研究還處于起步階段,無論是振動加工技術(shù)還是高速切削技術(shù)都是處于摸索階段,缺少必要的工藝技術(shù)數(shù)據(jù),在實踐中應(yīng)用還不深入精準(zhǔn)。在實際生產(chǎn)加工中,大多采用低轉(zhuǎn)速、小進給、多次空走刀等方法控制加工變形,應(yīng)用手工或三坐標(biāo)檢驗。 2 薄壁零件的加工方法 隨著工業(yè)的高速發(fā)展,各類薄壁零件已?越來越多的應(yīng)用于各種機器與場合。由于薄壁零件的結(jié)構(gòu)形狀特殊性,在其加工過程中受工件材料等諸多因素的影響。引起變形的因素有很多,如加工過程中的受力變形、工件內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力變形、加工中的工件裝夾變形等等,所以,在薄壁件的加工中,變形是不可避免的。薄壁件的實際加工中,雖然工件的變形是必然存在的,但我們可以對變形進行控制,可以采取一些相應(yīng)有效的措施,使變形量降到最小,達到零件加工的誤差的范圍內(nèi)。 采用小進給量、大切削速度的高速加工切削形式,可降低加工中工件受到的切削力,同時使大部分的切削熱被高速飛離工件的切屑帶走,進而降低工件溫度,減小工件的熱變形。在薄壁件的加工過程中,相對普通數(shù)控加工,高速切削加工可省去半精加工、實效處理等其它環(huán)節(jié)的輔助時間,進而縮短了工件的加工周期,提高了生產(chǎn)效率。 3 薄壁零件的加工變形的控制措施 通過理論研究和生產(chǎn)實踐,在實際生產(chǎn)中可以采用以下方法來減小鋁合金薄壁件在高速切削加工中的變形: 3.1 振動時效工藝。振動時效工藝對有效的降低殘余應(yīng)力40%以上,并且峰值降低,殘余應(yīng)力均與化,減小變形,滿足尺寸加工要求,提高零件的加工精度。 3.2 對耳形薄壁件采用三個輔助支撐。采用三個輔助支撐加工后的零件與標(biāo)準(zhǔn)件間的誤差相差僅為2%左右,表面無明顯的振紋,加工精度表面質(zhì)量好;少于散的輔助支撐加工表面會產(chǎn)生明顯的振紋,而更多的輔助支撐雖能更好的抑制薄壁件的加工震動,但同時增加了夾具的復(fù)雜性,不具有經(jīng)濟性。 3.3 柔性輔助支撐。利用射流產(chǎn)生的沖擊力抵消薄壁件在加工過程中產(chǎn)生的切削力。提高零件的工藝剛性,減小零件變形和抑制工藝系統(tǒng)振動。柔性支撐不會破壞工件,不會產(chǎn)生壓痕等機械損傷,不會將支撐部分的誤差映射到工件上,同時由于射流作為介質(zhì),射流本身就具有冷卻、潤滑、清洗和防銹的作用,同時降低切削熱,避免刀具工件的干涉。但柔性輔助支撐需要具有具備噴射的噴流機構(gòu),另外還需依據(jù)不同的厚度確定噴流的壓力的大小,這些具體的參數(shù)需要具體的計算,對操作者的經(jīng)驗要求較高。 薄壁零件的加工,因其結(jié)構(gòu)特點與工藝要求,成為數(shù)控銑削加工的技術(shù)和技能難題。小進給量、大切削速度的高速加工切削形式,是目前主要的解決薄壁零件的加工方法,輔以有效的加工輔助措施,才能更好地控制加工變形,保證切削的質(zhì)量,達到相應(yīng)的數(shù)控銑削的技術(shù)要求。 參考文獻 [1]劉學(xué)杰.薄壁零件加工的切削力模型分析與試驗研究[D].南京航空航天大學(xué),2008:1. [2]沈耿.薄壁件切削加工控制變形的工藝措施[J].工藝與工藝裝備,現(xiàn)代制造工程,2003(4):50. [3]崔惠婷.裝夾優(yōu)化抑制薄壁件加工振動研究組合機床與自動化加工技術(shù),2016. [4]梁巖里.動時效在鋁合金薄壁件加工過程中的應(yīng)用.學(xué)術(shù)論文,2016. [5]周勇.航空薄壁件加工動態(tài)特性及控制工具技術(shù),2015. [6]張永強.高速切削雷達結(jié)構(gòu)件的工藝研究[D].南京航空航天大學(xué),2001. [7]姚榮慶.薄壁零件的加工方法[J].機床與液壓,2007,8,251-252.- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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