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异形槽零件的数控加工论文

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1.异形槽类零件具备怎样的特点

异形槽零件通常壁厚程度从0.5mm到1.1mm不等,究其原因是形状尖角分布广泛,造成了应力的集中,极容易产生裂纹和内裂变力。这种零件在加工过程中,经过一系列的切削振动、工装夹具和灼热加工后,残余应力经过重新分布难以避免的会发生变形外,在各个加工工序之间流转存放的过程中,零件的残余应力也会受存放环境的影响(如温度,空气湿度等)而发生形状、尺寸上的变化,会造成工中的成品率不高。

2.对异形槽类零件加工工艺的分析

2.1零件图工艺的分析零件图可以直观的反应出零件的性能,用途和工作条件[5]。让人对零件与产品中的相互关系和作用一目了然。是设计工艺的理论基础,因此,零件的工艺图应具备以下几个条件:(1)零件图具有完整性和正确性,符合国家标准,有完整的尺寸和相关的技术标注。如清楚的显示点、线、面之间的平行或相交的关系。画图的过程中可以用cad软件作为辅助工具,以求达到最直观清晰的构图效果。(2)关于尺寸标注方法的要求:在零件图上尺寸标注分为分散法和集中法。通常采用的是集中标注,有利于直观的向编制的程序提供数据。

2.2针对材料的选择有些零件刚完工的时候是合格的,到整体装配的环节就出现超出范围的松动或难以装配,或者无法装配的情况。有些可以装配但是使用没多久就出现裂痕等情况。导致产品的使用寿命大大缩短。针对这一情况,对加工中出现损坏的材料进行抽样检查,发现在碳钢材料中,所含的S,P比值较高,导致的脆性变大,对加工过程的冷热变化十分敏感。因此,要提高成品加工的成功率,延长零件的最佳使用年限。就要在零件的选材上多下功夫,选择的材料必须符合如下几个特性:(1)材料表面实耐磨,具有良好的延伸性。(2)材料的内部必须具备良好的韧性和可塑性,且耐受性强。(3)因为异形零件工作介质很特殊,最好是选用渗碳合金钢(12CrNi4)q且含碳量要低于0.25。才能保证经过高温处理后,材料的内部仍具有良好的韧性,因为有碳的渗透而达到表面的硬度。Cr,Ni是为了提高材料的淬透性。

3.异形槽类零件加工过程中对刀具的选择

3.1对加工刀具的分类槽类零件的加工刀具主要分为铣刀、镗刀两大类[6],根据不同的加工阶段要使用不同的刀具:(1)在自由啮面的粗加工和半精加工阶段,首先选择铣刀,因为它具有优质的切削质量和效率。(2)如果对自由曲面进行精加工的时候该选用球头刀,因为该刀的切削速度慢,切削的行距够密。(3)如果是粗精加工,即使是相同尺寸和规格的刀具,都要分开使用。一般情况下,尽量使用一把刀具完成所有的加工部位。

3.2异形类零件加工过程中对刀具的用法(1)粗加工时螺旋进刀方式应控制在5度到10度之间,进刀量的径向不允许超过刀具直径的5%-8%,深度进给量要控制在刀具直径的5%。(2)半精加工阶段,由于零件的层间距离较小,要防止切削时刀具直接下沉到下个切削面,不要过切,要满足等量的切削原则。(3)粗加工和半精加工阶段,为实现较高的表面加工质量和切削效率,要配合使用UG软件的manufacturing模块里的cavity—mill铣削方式,其参数设定为,切削水平选bcalDepthperCut为2mm,将Stepover的toodiameter调整为55%。刀具则选用硬质合金双刃立式平底铣刀。(4)精加工阶段,选用优质合金球头刀为刀具;对比曲面的最大面,分为正反方向两组,刀轨走向尽可能的沿着最长轮廓线的方向;因为球头刀刀心速度为0,不属于切削而是削磨,所以加工时刀轴需要与零件底面保持不超过20度的倾斜,减少这样可以避免刀尖对加工零件的磨损;根据零件不同曲面的特点,可以用Cavity—mill中Ar.eaMilling、SurfaceArea、Boundar来进行加工。

4.切削加工中对切削液的选择

切削加工中要使用切削液,切削液具备四大性能,冷却性能,润滑性能,清洗性能,防锈性能。在切削过程中切削液可以降低刀具与加工表面的摩擦,减少刀具的磨损,提高加工表面的光滑性。切削液也根据其性能也分为三个种类,切削油,乳化液,水溶液。水溶液其主要成分由水构成,无粘稠的透明质感,方便操作者观察,冷却性能好。其缺点是容易令金属零件生锈,润滑性能差。乳化液外观呈透明或者乳白色,是由乳化剂、添加剂和植物油膏加水稀释而成,冷却润滑、效果不错但是含水量大,容易让金属钝化。

5.异形槽零件钻中心孔时要注意的问题

钻中心孔是异形槽类零件加工中十分细节却又极其重要的一环,对异形槽零件的加工工艺的品质起到决定性的作用,因此,在异形槽加工过程中,应注意如下几个问题。

5.1防止中心钻的折断(1)中心钻一定要对准加工零件的回转中心,加工零件的末端要车平,不能留有凹头,否则容易造成中心钻偏斜,不能准确定钻心而折断。(2)切削时候要严格控制切削用量。(3)不能使用磨后的中心钻强行钻入。(4)要保证中心钻的清洁,及时清除中心钻上的切屑和浇注切削液。

5.2防止中心钻孔钻的不圆或钻偏(1)要及时矫正出现弯曲的加工零件2.保证装夹工具有良好的夹紧力,防止因夹紧力不足而引起的钻中心孔时加工零件的移位。且在钻孔时注意,中心孔不宜钻的太深,否则在工件夹装时不能与中心孔的钻孔贴合,避免中心钻孔修膜后圆柱部分的长度过短,不然在装夹时,容易造成装夹尖端与中心孔底的接触。

6.在热处理过程中需注意的问题

正确的高温的处理方法对后来的切削加工质量有着决定性的作用,金属的组织成分不同在加热处理中会呈现出不同的组织特性,当含碳量不足0.25%时,金属的切削加工性能也随着碳含量的变化而变化,如果有大量的铁素体在回火状态下出现,那么说明该金属的延展性很好。因为渗碳合金钢(12CrNi4A)具有含碳量低的优势,经过渗碳后冷却,然后通过金属加热处理后再低温回火,从而形成柔韧性和强度的完美融合。大部分的异形槽类零部件加工过程中,都是先经过加热处理及回火后再进行磨削工作,通过磨削加工达到所追求的良好机械性能。工件采用半自动或自动机床加工时高效率成批生产,只有经过科学的热处理工艺方法,有效的降低了磨削时“烧伤”或形成“磨削裂纹”的概率,保证了零件经过精磨后,还能维持有较高的光洁程度。因此,正确选定合理的热处理工艺方法是优质切削的基础。

7.结束语

综上所述,通过对异形槽类零件在选材和自身特性上诸多因素的分析,强调了对加工工艺环节中需要注意的问题,提出了进一步改善异形槽类零件加工成品率的要点和发展趋势,将成品的合格率提升到了85%到99.8%,产品的使用年限较以往增加了9成,降低了机械能耗,节约了成本,同时保证了加工的工期。大幅度的减低员工做返工的概率,减少员工的劳动力,也为机械行业的加工提供了相关的经验,创造了可观的经济价值。

作者:游年华单位:闽北职业技术学院

异形槽零件的数控加工论文责任编辑:杨雪    阅读:人次
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