長薄壁鋁管零件的加工方法
2015-04-29 00:00:00林虎
【摘 要】鋁制長筒零件由于壁薄、剛性差，工件尺寸及形狀不易控制，在切削時容易產(chǎn)生振動和變形，直接影響工件的尺寸精度，形狀精度和表面粗糙度。針對這些問題，設(shè)計專用工裝夾具定位裝夾以及在切削加工時合理選用防止和減少工件變形的方法，如：加工時分粗、精車，保持刀口鋒利，同時加注切削液，降低切削溫度；增加裝夾接觸面，應(yīng)用內(nèi)脹緊夾具減少振動產(chǎn)生等。
【關(guān)鍵詞】薄壁件；防變形；夾具
0.前言
長薄壁件是產(chǎn)生易變形較難加工的零件，在加工過程中為了保證零件尺寸與形狀精度，需采取相應(yīng)的手段，保證零件加工滿足圖紙技術(shù)要求。
對于長薄壁件來講剛性更差，更易產(chǎn)生變形，而有色金屬相對黑色金屬硬度和強度較低，裝夾過程中易出現(xiàn)表面痕跡與形狀變化，加工性能較差，尺寸不易控制。
1.零件分析（見圖1）
該零件一段外圓?107，寬30，其余外圓?105，內(nèi)孔?102為毛坯面，兩端孔徑為?102.2，寬度分別為25、35，總長875，兩端內(nèi)孔同軸度公差為0.05mm，零件壁厚最厚處2.5mm，最薄處1.5mm，公差范圍在IT10級以內(nèi)。
δ=D外-D內(nèi)
δmax=2.5 δmin=1.5
2.加工工藝
（1）坯料的選擇。
坯料在制造過程中會產(chǎn)生彎曲、扭曲變形，圓度也會產(chǎn)生較大的誤差。
在加工前對坯料用?101.5，長500的量棒進行檢查，量棒不順利通過的坯料均不能滿足加工要求。
（2）將坯料裝在夾具上，旋緊螺母后裝夾在車床上進行粗加工，外圓各尺寸段留余量1mm進行定型處理。
（3）重新裝夾后，按照已確定的切削用量進行各尺寸的加工，為保證零件的加工精度，在切削過程中需對零件與刀具進行冷卻。
3.夾具設(shè)計
3.1裝夾的選擇
由于該零件坯料壁厚為4mm，坯料長度880mm，給零件的裝夾帶來不便，為保證零件在加工時達到技術(shù)要求，需采用合理的裝夾方式。
a、采用三爪一夾一頂?shù)姆绞剑捎诠ぜ^長且中間是空心的，零件剛性差，在車削過程中，由于熱量的產(chǎn)生會引起零件伸長發(fā)生彎曲變形。
b、采用雙錐面彈性套產(chǎn)生的原因與a相同。
c、采用專用車削夾具可避免上述問題的產(chǎn)生。
根據(jù)以上分析，選擇專用車削夾具來保證零件的加工。
3.2定位確定
以工件?102內(nèi)孔定位，保證零件壁厚基本一致，未保證橡膠圈在鋁管875mm的有效長度內(nèi)均勻撐起內(nèi)孔，按照最佳比配數(shù)選取為5檔。
3.3工作原理
采用橡膠圈變形的特點，在心軸上設(shè)置多個壓緊套、套筒等，在螺紋作用下使橡膠圈變粗，撐緊工件內(nèi)壁限制工件的轉(zhuǎn)動。
3.4裝夾方式
零件固定在夾具上，兩端頂尖裝夾，哈夫夾頭傳遞運動。
3.5夾具結(jié)構(gòu)形式（見圖2）
a、心軸采用無縫鋼管制作，減輕夾具的重量，兩端 錐角保持同軸，心軸外圓與錐角同軸，外圓表面粗糙度盡可能光滑，保證摩擦力盡可能的小，使配合件能靈活的移動，保證橡膠圈的工作狀態(tài)正常。
b、壓緊圈（包括端部壓緊圈）內(nèi)孔尺寸公差控制在0～0.021mm之間，保證與心軸有0.01mm～0.042mm的間隙，壓緊圈分別套在橡膠圈二側(cè)，受力后橡膠圈往直徑方向變形。
c、其余各件通過方螺母的位移，將力分別傳遞到壓緊圈上，使五個橡膠圈同時變形，達到撐緊的作用。
d、夾具組裝完畢后，輕夾緊，雙頂尖裝夾車出橡膠圈外圓至 ，保證外圓尺寸一致并與轉(zhuǎn)動中心同軸。
3.6工藝要求
除橡膠圈采用耐油、耐酸橡膠板外，心軸、方螺母、墊圈、壓緊套均經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后表面發(fā)黑處理。
4.切削方法
為保證零件達到圖紙規(guī)定的技術(shù)要求。合理選擇切削用量最為重要。
被切削零件為硬鋁合金，材質(zhì)較軟屬易切削的材料，選用高速鋼為刀具材料，分為粗、精車完成切削，同時加注切削液。
5.結(jié)論
通過車削工裝夾具的使用，合理切削用量。在該零件的車削過程中，增加冷卻液去除切削熱量后，零件尺寸穩(wěn)定，形狀變形在公差范圍內(nèi)，該工裝的設(shè)計與工藝參數(shù)選擇合理。為加工長薄壁鋁管取得了實踐經(jīng)驗同時也取得了良好的經(jīng)濟效益。
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