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如何克服變形?數(shù)控車削加工石墨制品薄壁零件的技巧

發(fā)布時(shí)間:2020-03-04 點(diǎn)擊次數(shù):3864



 工藝分析


根據(jù)圖樣提供的技術(shù)要求,工件采用無縫鋼管進(jìn)行加工,內(nèi)孔和外壁的表面粗糙度為Ra1.6μm,用車削可達(dá)到,但內(nèi)孔的圓柱度為0.03mm,對(duì)于石墨制品薄壁零件來講要求較高。在批量生產(chǎn)中,工藝路線大致為:下料——熱處理——車端面——車外圓——車內(nèi)孔——質(zhì)檢。


“內(nèi)孔加工”工序是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。我們拋開外圓、薄壁套管就內(nèi)孔切削來說就難保證0.03mm的圓柱。


▌ 車孔的關(guān)鍵技術(shù)


車孔的關(guān)鍵技術(shù)是解決內(nèi)孔車刀的剛性和排屑問題。增加內(nèi)孔車刀的剛性,采取以下措施:


(1)盡量增加刀柄的截面積,通常內(nèi)孔車刀的刀尖位于刀柄的上面,這樣刀柄的截面積較少,還不到孔截面積的1/4,如下左圖所示。若使內(nèi)孔車刀的刀尖位于刀柄的中心線上,那么刀柄在孔中的截面積可大大地增加,如下右圖所示。



石墨套筒加工

(2)刀柄伸出長(zhǎng)度盡可能做到比加工工件長(zhǎng)度長(zhǎng)5~8mm,以增加車刀刀柄剛性,減小切削過程中的振動(dòng)。


▌ 解決排屑問題


主要控制切削流出方向,粗車刀要求切屑流向待加工表面(前排屑),為此采用正刃傾角的內(nèi)孔車刀,如下圖所示。


石墨加工刀具

精車時(shí),要求切屑流向向心傾前排屑(孔心排屑),因此磨刀時(shí)要注意切削刃的磨削方向,要向前沿傾圓弧的排屑方法,如下圖所示精車刀合金用YA6,目前的M類型,它的抗彎強(qiáng)度、耐磨、沖擊韌度以及與鋼的抗粘和溫度都較好。



石墨加工刀具

刃磨時(shí)前角磨以圓弧狀角度10°-15°,后角根據(jù)加工圓弧離壁0.5-0.8mm(刀具底線順弧度),c切削刃角k向?yàn)椤?.5-1為沿切屑刃B點(diǎn)修光刃為R1-R1.5,副后角磨成7°-8°為適,E內(nèi)刃的A-A點(diǎn)磨成圓向外排屑。


▌ 加工方法


(1)加工前必須要做一件護(hù)軸。護(hù)軸主要目的:把車好的薄壁套內(nèi)孔以原尺寸套住,用前后頂尖固定使它在不變形的情況下加工外圓,保持外圓加工質(zhì)量、精度。所以,護(hù)軸的加工對(duì)加工薄壁套管的工序是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。


加工護(hù)軸毛胚用45﹟碳結(jié)構(gòu)圓鋼;車端面、開兩頭B型頂尖孔,粗車外圓,留余量1mm。經(jīng)熱處理調(diào)質(zhì)定形、再精車留0.2mm余量研磨。重新熱處理碎火表面,硬度HRC50,再經(jīng)外圓磨床磨成如下圖所示,精度達(dá)要求,完工后待用。



石墨零件

(2)為能使工件一次性加工完畢,毛胚留夾位和切斷余量。

(3)先把毛胚作熱處理調(diào)質(zhì)定形,硬度為HRC28-30(可加工范圍的硬度)。

(4)車刀采用C620,首先把前頂尖放進(jìn)主軸錐位固定,為防止夾薄壁套時(shí)的工件變形,增加一個(gè)開環(huán)厚套,如下圖所示。



石墨零件端面

為保持批量生產(chǎn),薄壁套管外圓的一頭經(jīng)加工為統(tǒng)一尺寸d,t的尺是軸向夾位,個(gè)薄壁套管壓緊,提高車內(nèi)孔時(shí)的質(zhì)量,保持尺寸。考慮到有切削熱產(chǎn)生,工件膨脹尺寸難掌握。需要澆注充分的切削液,減少工件的熱變形。


(5)用自動(dòng)定心三爪卡盤將工件夾牢,車端面,粗車內(nèi)圓。留余量0.1-0.2mm精車,換上精車刀把要切削余量加工到護(hù)軸滿過度配合和粗糙度的要求。卸下內(nèi)孔車刀,插入護(hù)軸至前頂尖,用尾座頂尖按長(zhǎng)度要求夾緊,換外圓車刀粗車外圓,再精車達(dá)圖樣要求。經(jīng)檢驗(yàn)合格,用切斷刀按長(zhǎng)度要求尺寸切斷。為使工件斷開時(shí)的切口平整,刀刃口要斜磨,使工件端面平整;護(hù)軸磨小的一段就是為了切斷留有空隙而磨小,護(hù)軸為減少工件變形,防止振動(dòng),以及切斷時(shí)掉下碰傷原故。


▌ 結(jié)論


以上方法加工石墨制品薄壁套管,解決了變形或造成尺寸誤差和形狀誤差而達(dá)不到要求的問題,實(shí)踐證明加工效率較高,易于操作,并且適合加工較長(zhǎng)的石墨制品薄壁零件,尺寸易掌握,一次性完工,批量生產(chǎn)也較實(shí)際。


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