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浅谈如何提高薄壁零件前端盖的加工精度

点击量:更新时间:2014/3/18 16:09:40

 加工中心  张彬

【摘要】薄壁零件具有刚性差、强度低的特点,且工艺性差,在加工中极易变形,不易保证零件的尺寸精度和形状精度。本文以公司产品前端盖为例,结合亲身加工经验,从各方面较详细地介绍了如何在加工过程中提高前端盖加工精度的方法

【关键词】薄壁零件 工装夹具  定位 夹紧过程

前言:薄壁类零件是指直径与壁厚之比大于15mm的零件,我公司常见的薄壁类零件有:支撑架、端盖、前端盖等。薄壁类零件在等体积的情况下,减少了零件重量,节约了材料成本,但同时带来制造工艺上的加工弱点,零件的刚性差,在零件的装夹和加工过程中极易产生变形,造成零件加工精度降低。公司产品前端盖也出现了此类问题,在加工过程中经常出现不合格品,造成了生产浪费,鉴于此根据此类工件的特点想出一些对应地办法来解决非常必要。

1.      影响前端盖加工精度的主要因素

影响薄壁零件加工精度的因素有很多,但归纳起来主要有以下三个方面:

1.1受力变形

前端盖二序加工内容为钻定位销孔,加工时需要夹紧φ130孔,由于前端盖壁厚度只有6mm,在夹紧力的作用下出现销孔形位公差在装夹前后变形,从而影响工件的尺寸精度及后续加工工序。

1.2受热变形

因工件较薄,散热性差,切削性差,切削热会引起工件热变形和应力的重新分布,使工件尺寸难于控制,容易出现内孔,外圆的圆度变化,零件平面翘曲变形等。

1.3震动变形

前端盖三序加工内容为加工内腔、铣底面、钻孔攻丝,用φ20立铣刀加工内腔时,由于余量大,切削力大,在大切削力的作用下,工件产生振动和变形,导致影响产品的形状、位置公差。

2.如何提高薄壁零件的加工精度

既然影响前端盖加工精度的因素找到了 ,那么我们将如何提高前端盖的加工精度呢?为了更好的解决前端盖加工过程中出现的问题,保证合格产品顺利完成,我们在前端盖的实际生产中从工件的装夹、工艺路线、切削用量、工件的冷却四个方面进行综合优化,来解决或减少上述因素的影响。

2.1工件的装夹

前端盖部分尺寸精度要求高,不易保证,在加工过程中,要考虑工件变形对加工精度的影响,即工件变形加工过程的装夹问题。如果装夹时用力过大,就会使工件产生应力发生变形,造成零件的形状和位置误差。如果夹的不紧,在加工时有可能使零件松动而报废。具体来说,加工时控制好夹紧力的大小以降低零件的装夹变形。前端盖在加工过程中,通常都是用压板通过螺栓直接加紧φ130孔的装夹方法来固定,因前端盖壁较薄,加紧力的大小会对工件产生较大的影响(图一),夹紧力大,销孔中心距变长,反之,则变短,表一为统

 

计在夹紧力大或小时,销孔中心距的变化,因此选择合适装夹很重要。

 

343.5±0.02

大夹紧力

343.5424

343.5456

343.5478

343.5495

343.5412

小夹紧力

343.4521

343.4523

343.4558

343.4547

343.4561

表一

 

 

2.2工艺路线

原来工艺路线是一序铣面、钻孔、攻丝,二序加工销孔,在加工完销孔后,在三序中利用销孔定位铣内腔、铣顶面、钻孔、攻丝,用φ20立铣刀加工内腔和φ80铣顶面后,发现销孔中心距超差,经反复试验确定是加工内腔和铣顶面时,由于此两处是毛坯,一次加工成形,产生较大的切削力,工件产生的应力变形,导致销孔中心距变化。后经车间技术领导决定,把三序中的铣内腔、粗铣顶面单独作为一道工序拿到销孔前序进行加工,加工完后再钻销孔,这样就它的应力变形就会被释放,不会影响销孔工序的加工。改变工艺路线后,销孔及其他尺寸完全合格,合适地工艺能很好的避免工件变形带来的误差。

2.3 切削用量

合理选用切削用量可以减少切削力,从而减少变形。在铣内腔时,内腔面是毛坯,余量较大,如果一次加工成形,工件会产生较大的变形,导致前序的形位公差变化,改成两次后,产生的震动较小,既避免工件因加工量大的变形又对工件的装夹不会产生大的震动,保证了工件前序的尺寸稳定。

2.4 工件的冷却

切削热会引起薄壁零件的变形,对零件的形位公差产生影响。在加工前端盖的件过程中应充分供给切削液或其它冷却方式(图二),使切削液带走加工中产生的热量避免工件产生较大变形,从而保证加工尺寸和几何精度在加工要求范围内。 

图二

 

 

3.  结语

在现场加工生产中,用以上措施很好的解决了前端盖加工精度不高的问题,保证了加工后前端盖的质量,杜绝了因产品不合格带来的生产浪费,为公司节约了生产成本。

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