前言:
1环形薄壁件钻铣加工工艺
环形薄壁件对航空发动机的可靠性与使用寿命有很大的影响,环形薄壁件类零件典型加工工艺对保证零件最终加工精度、表面质量以及工作可靠性至关重要,也是零件整个制造工艺中的技术关键„由于此环形件具有不均匀薄壁的型面,一端封闭,又要求在其敞口的大端上径向、轴向同时加工多组孔。在传统的普通设备上很难完成其技术要求,因此选择一些有效的加工手段是很有必要的。数控设备的出现有效的解决了这些难点,避免大量工装的制造,又可减少制造周期,节省大量的人力、物力、财力。
1.1环形薄壁件制造研究的必要性
1.1.1变形大
此零件的构形特殊,且待加工面的止口尺寸及孔尺寸均为重要特性,并且尺寸要求严格,造成许多加工方面的困难,如薄壁、敞口、壁厚不均匀等。因此,此零件的钻铣加工困难较大,且随钻铣加工铣削走刀方式及余置分布状态的不同,变形量的变化规律不易控制,给生产加工带来很大压力。
1.1.2材料易切削变形尺寸难控制
铝锌合金锻件AMS4141的特性:AMS4141铝锌合金材料是所有铝合金中最容易变形,也特别容易受腐蚀,空气中易氣化,容易热障冷缩,不好测置,又由于零件大,壁厚不均匀,且大端敞口,钻铣加工时,加工面的止口极易涨或缩至超差,造成零件最终报废。这就要求加工者加工时注意余量去除方向及去除状态,并浇注冷却液,掌握温度变化对零件尺寸影响规律,满足图纸要求的尺寸。
由于以上原因,加强、提高此零件的钻铣削加工质量、保证制造合格率、提高制造水平的研究是非常必要的„
1.2尺寸精度及技术要求
环形薄壁件配合表面的尺寸精度为IT6,非配合表面尺寸精度为IT8-IT12。基准平面A的平面度为0.10mm,基准面B对面A的垂直度0.0508mm,槽口技术要求为|脉:?5®|a|B®|C®| ;外端面孔技术要求为歴特性为重要特性:径向孔技术要求为
「杳 10025?|A|B?|c例 〇 表面粗糙度为Ra3.2|xm。设计图纸规定所有转接必须圆滑。
1.3钻铣加工工艺分析
工艺性分析可以看出,零件无定位面,装夹面特殊,加工孔种类多加工位置复杂,普通钻铣床加工夹具数量多且技术条件不能保证等原因,需用数控加工中心完成。制定正确的加工工艺路线,对避免环形薄壁件在加工和工序周转中的变形起着重要的作用„
0)工序安排原则:a.将零件的整个加工过程划分为铣凹陷阶段、钻孔及铣凹陷阶段。b.采用工序集中原则,使零件的大部分尺寸,集中在零件的一次装夹定位中完成,这样可以减小由于零件的多次定位、夹紧而引起的零件变形并避免重复定位误差,同时可保证各组孔与基准孔间位置度及同组孔之间技术条件要求。
CS选用刚性好、功率大、精度高的数控加工机床。
(1) 较大的孔先用硬质合金钻头钻底孔,然后采用硬质合金铁刀进行轮廓铣精加工。
1.4确定加工方法及走刀路线
走刀路线的安排原则:尽置减少进、退刀时间和其他辅助时间;先钻底孔,再进行轮廓铣加工槽,外端面孔与内端面孔交替加工,径向孔中同一组孔,采取外面加工-里面加工交替进行的方式控制止口 B的变形置。经过反复试切,用八把刀可完成数组孔的加工。先用合金钻头钻底孔,然后改用轮廓铣加工槽和较大的孔。
1.5工装结构设计和措施
0)遵循基准重合原则;即:工艺基准(定位基准,测量基准尽可能地与设计基准相重合,这样以便消除基准不重合误差,容易保证设计尺寸公差,避免由于基准不重合而带来的不必要&加工‘度。增加辅助支撑,提高零件的刚性。另在接触面上还使用了夹布胶木,起到了很好的减振作用,也降低了零件受腐蚀性„
Q合理设计夹具与零件定位表面配合间隙。在加工中,因为零件的刚性差,因此,所使用的夹具的定位表面与零件的配合间隙的设计要合理,要根据工艺中各工序给出的零件定位表面的尺寸公差和型位公差,设计夹具的定位表面尺寸公差,使得零件在装夹后,既能保证零件在夹具上的准确定位,又便于加工、找正„
1.6刀具的选择
零件的直径较大,壁厚很薄,且零件的轴向尺寸又很长,零件的刚度大大下降。在实际加工中,先选用合金统刀窝底孔,后用轮廓铣加工成型,保证刀具切削刃与零件的接触面积不大,使切削力均匀,零件加工质置较好,零件变形得以控制。
1.7切削参数的选择
合理选择切削用置对提高刀具耐用度和工件表面质量至关重要。因此,在选择切削用置时,应综合考虑工件、材料、刀具、机床各方面因素对加工质置、生产率、刀具耐用度的影响。从降低切削温度、提高刀具耐用度的角度出发,选择切削用量时,应优先考虑采用较大的切削深度,其次是较大的进给量。因铝合金易切削,传导性好。先考虑较大的转速,其次较大的进给量。
选用的切削用置:S=500-800i'/min,进给置f=300mm/min,切削深度 a^OHmm。
1.8刀具长度、半径补偿设定
刀具长度补偿方法为:对刀仪法,利用对刀仪对刀可找出数控机床所需要的刀具补偿尺寸,操作者可直接修改数控系统中的补偿
参数。
刀具半径补偿,在程序编制时合理地使用指令G41、G42和G40,即可建立刀具半径补偿。
1.9上刀方法
通过改变刀具长度补偿坐标值上刀。将数控系统中刀具长度补偿栏内1号、2号、3号刀的长度补偿坐标Z进行修正,使刀具在整个坐标系中进行平移。
—般情况下,按对刀仪对刀和刀补中上刀,可加工出合格产品。但在实际加工中,不可遇见的问题会经常出现。为了加工出优质的精品,防止对刀仪不准确和零件加工中出现了让刀,操作者需边加工边测量,才能做到精益求精。
伯特利数控 备注:为保证文章的完整度,本文核心内容都PDF格式显示,如未有显示请刷新或转换浏览器尝试,手机浏览可能无法正常使用!
结束语:
2环形薄壁件机械加工的发展趋势
铝合金在航空装备上得到越来越广泛的应用,因此铝合金加工的研制迫在眉睫,,铝合金薄壁件还有许多型面有待研究在数控设备上进行开发,特别是新机研制件,这样即可减少研究经费,避免大量工装的制造,又可减少制造周期,节省大量的人力、物力。
伯特利数控是一家集销售、应用及服务于一体的公司。产品包括:CNC加工中心、钻攻中心、龙门加工中心、雕铣机、石墨机、五轴加工中心、立式加工中心、卧式加工中心等。我们机床的生产工厂设在广东省东莞市,目前其生产的加工中心70%出口,其中出口到欧洲占到50%。我们尽心、尽力、尽意的服务!
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