沈陽精密機械加工中的工件變(bian)形問題(ti),是比較難以(yi)解決(jue)的問題(ti)。首先必須分(fen)析產生變(bian)形的原因,然后才能采取(qu)應對的措施。
1、精(jing)密機械加工:工件的材質(zhi)和結構會(hui)影響工件的變形
變(bian)形(xing)(xing)量的大小與(yu)形(xing)(xing)狀(zhuang)復雜程度、長(chang)寬比和(he)壁厚大小成(cheng)正比,與(yu)材質的剛(gang)性(xing)和(he)穩定(ding)性(xing)成(cheng)正比。所以在(zai)設計零件(jian)時(shi)盡可能的減小這些(xie)因素對工件(jian)變(bian)形(xing)(xing)的影響。尤其在(zai)大型零件(jian)的結構上(shang)更應該做到結構合理。在(zai)加工前也要對毛坯硬(ying)度、疏(shu)松(song)等(deng)缺陷進(jin)行嚴格控(kong)制,保證毛坯質量,減少其帶來的工件(jian)變(bian)形(xing)(xing)。
2、精(jing)密機械加工(gong):工(gong)件裝夾時(shi)造成的變(bian)形
工件裝夾時,首先要選擇正確的夾緊點,然后根據夾緊點的位置選擇適當的夾緊力。因此盡可能使夾緊點和支撐點一致,使夾緊力作用在支撐上,夾緊點應盡可能靠近加工面,且選擇受力不易引起夾緊變形的位置。
當工件上有幾個方向的夾緊力作用時,要考慮夾緊力的先后順序,對于使工件與支撐接觸夾緊力應先作用,且不易太大,對于平衡切削力的主要夾緊力,應作用在最后。
其次要增大工件與夾具的接觸面積或采用軸向夾緊力。增加零件的剛性,是解決發生夾緊變形的有效辦法,但由于薄壁類零件的形狀和結構的特點,導致其具有較低的剛性。這樣在裝夾施力的作用下,就會產生變形。
增大工件與夾具的接觸面積,可有效降低工件件裝夾時的變形。如在銑削加工薄壁件時,大量使用彈性壓板,目的就是增加接觸零件的受力面積;在車削薄壁套的內徑及外圓時,無論是采用簡單的開口過渡環,還是使用彈性芯軸、整弧卡爪等,均采用的是增大工件裝夾時的接觸面積。這種方法有利于承載夾緊力,從而避免零件的變形。采用軸向夾緊力,在生產中也被廣泛使用,設計制作專用夾具可使夾緊力作用在端面上,可以解決由于工件壁薄,剛性較差,導致的工件彎曲變形。
3、精密機械(xie)加工:工件加工時造(zao)成的(de)變形
工件在切削過程中由于受到切削力的作用,產生向著受力方向的彈性形變,就是我們常說的讓刀現象。應對此類變形在刀具上要采取相應的措施,精加工時要求刀具鋒利,一方面可減少刀具與工件的摩擦所形成的阻力,另一方面可提高刀具切削工件時的散熱能力,從而減少工件上殘余的內應力。
例如在銑削薄壁類零件的大平面時,使用單刃銑削法,刀具參數選取了較大的主偏角和較大的前角,目的就是為了減少切削阻力。由于這種刀具切削輕快,減少了薄壁類零件的變形,在生產中得到廣泛的應用。
在薄壁零件的車削中,合理的刀具角度對車削時切削力的大小,車削中產生的熱變形、工件表面的微觀質量都是至關重要的。刀具前角大小,決定著切削變形與刀具前角的鋒利程度。前角大,切削變形和摩擦力減小,但前角太大,會使刀具的楔角減小,刀具強度減弱,刀具散熱情況差,磨損加快。所以,一般車削鋼件材料的薄壁零件時,用高速刀具,前角取6°~30°,用硬質合金刀具,前角取5°~20°。
刀具的后角大,摩擦力小,切削力也相應減小,但后角過大也會使刀具強度減弱。在車削薄壁零件時,用高速鋼車刀,刀具后角取6°~12°,用硬質合金刀具,后角取4°~12°,精車時取較大的后角,粗車時取較小的后角。車薄壁零件的內外圓時,取大的主偏角。正確選擇刀具是應對工件變形的必要條件。不想從事底層工作,想擺脫現狀,想學習UG編程,可以找點冠教育的老師學習CNC數控技術。
加工中刀具和工件摩擦產生的熱量也會使工件變形,因此在很多時候選擇高速切削加工。在高速切削加工中,由于切屑在較短時間內被切除,絕大部分切削熱被切屑帶走,減少了工件的熱變形;其次,在高速加工中,由于切削層材料軟化部分的減少,也可減少零件加工的變形,有利于保證零件的尺寸、形狀精度。另外,切削液主要用來減少切削過程中的摩擦和降低切削溫度。合理使用切削液對提高刀具的耐用度和加工表面質量、加工精度具有重要作用。因此,在加工中為防止零件變形必須合理使用充分的切削液。
加工中采用合理的切削用量是保證零件精度的關鍵因素。在加工精度要求較高的薄壁類零件時,一般采取對稱加工,使相對的兩面產生的應力均衡,達到一個穩定狀態,加工后工件平整。但當某一工序采取較大的吃刀量時,由于拉應力、壓應力失去平衡,工件便會產生變形。
薄壁零(ling)(ling)件(jian)車削(xue)(xue)(xue)時(shi)變形(xing)(xing)是多(duo)方面的(de),裝夾(jia)工(gong)件(jian)時(shi)的(de)夾(jia)緊(jin)力,切削(xue)(xue)(xue)工(gong)件(jian)時(shi)切削(xue)(xue)(xue)力,工(gong)件(jian)阻礙刀(dao)具(ju)切削(xue)(xue)(xue)時(shi)產生(sheng)的(de)彈性變形(xing)(xing)和塑(su)性變形(xing)(xing),使切削(xue)(xue)(xue)區溫度(du)升(sheng)高而產生(sheng)熱(re)變形(xing)(xing)。所以,我們要在粗(cu)加(jia)工(gong)時(shi),背吃刀(dao)量(liang)(liang)和進(jin)給(gei)量(liang)(liang)可以取(qu)大(da)些;精(jing)加(jia)工(gong)時(shi),刀(dao)量(liang)(liang)一般(ban)在0.2~0.5mm,進(jin)給(gei)量(liang)(liang)一般(ban)在0.1~0.2mm/r,甚(shen)至更(geng)小,切削(xue)(xue)(xue)速度(du)6~120m/min,精(jing)車時(shi)用(yong)盡量(liang)(liang)高的(de)切削(xue)(xue)(xue)速度(du),但不(bu)易過為高。合理選擇好切削(xue)(xue)(xue)用(yong)量(liang)(liang),從而到達減少零(ling)(ling)件(jian)變形(xing)(xing)的(de)目的(de)。
4、精密(mi)機械(xie)加工:加工后應力變形
加工后,零件本身存在內應力,這些內應力分布是一種相對平衡的狀態,零件外形相對穩定,但是去除一些材料和熱處理后內應力發生變化,這時工件需要重新達到力的平衡所以外形就發生了變化。解決這類變形可以通過熱處理的方法,把需要校直的工件疊成一定高度,采用一定工裝壓緊成平直狀態,然后把工裝和工件一起放入加熱爐中,根據零件材料的不同,選擇不同的加熱溫度和加熱時間。熱校直后,工件內部組織穩定。此時,工件不僅得到了較高的直線度,而且加工硬化現象得到消除,更便于零件的進一步精加工。鑄件要做到時效處理,盡量消除內部的殘余應力,采用變形后再加工的方式,即粗加工-時效-再加工。
對于大型零(ling)(ling)件要(yao)采(cai)用仿(fang)形(xing)加工(gong),即預(yu)計工(gong)件裝(zhuang)配(pei)后(hou)的變(bian)形(xing)量,加工(gong)時在(zai)相反的方向預(yu)留出變(bian)形(xing)量,可有效的防止零(ling)(ling)件在(zai)裝(zhuang)配(pei)后(hou)的變(bian)形(xing)。
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