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2019

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探讨如何提高薄壁零件前端盖的加工精度

作者:


加工中心 张斌
 
【摘要】薄壁零件具有刚性差、强度低、可加工性差等特点。在加工过程中极易变形,难以保证零件的尺寸精度和形状精度。本文以公司前盖为例,结合个人加工经验,详细介绍了如何在加工过程中提高前端盖的加工精度。
 
关键词:薄壁零件、夹具、定位、夹紧工艺
 
前言:薄壁零件是指直径与壁厚之比大于15毫米的零件。我公司常用的薄壁零件包括:支撑架、端盖、前端盖等。在体积相同的情况下,薄壁零件能够减轻零件重量、降低材料成本;但与此同时,这类零件在制造过程中也存在一些加工难点:零件刚性较差,在装夹和加工过程中容易变形,从而导致零件加工精度下降。公司产品的前端盖也存在类似问题。在加工过程中,经常出现不合格品,造成生产浪费。针对这一情况,有必要根据此类工件的特点,采取相应的解决措施。
 
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,但主要有以下三个方面:
 
1.1 力变形
 
前端盖的第二道工序是钻定位销孔。加工时需夹紧φ130孔。由于前端盖壁厚仅为6毫米,在夹紧力作用下,夹紧前后销孔形状公差会发生变形,从而影响工件的尺寸精度及后续加工步骤。
 
1.2 热变形
 
由于工件较薄、散热性差且加工性能不佳,切削热会导致工件发生热变形和热重新分布,从而使工件尺寸难以控制,容易出现内孔偏差、外圆圆度超差以及零件平面翘曲等问题。
 
1.3 振动变形
 
前端盖的三道加工内容为:加工内腔、铣削底面以及钻孔攻丝。在使用φ20立铣刀加工内腔时,由于余量较大且切削力大,工件会出现振动现象,同时产生较大的切削力,从而导致变形,影响产品的形状和位置公差。
 
2. 如何提高薄壁零件的加工精度
 
既然已查明影响前端盖加工精度的各种因素,那么我们该如何提高前端盖的加工精度呢?为更好地解决前端盖加工过程中的问题,确保合格产品的顺利完成,我们在前端盖的实际生产中,对工件装夹、工艺路线、切削用量以及工件冷却这四个方面进行了全面优化,以消除或降低上述因素的影响。
 
2.1 工件夹紧
 
前盖部件对尺寸精度要求较高,且不易保证。在加工过程中,应充分考虑工件变形对加工精度的影响,即工件变形过程中的夹紧问题。如果夹紧力过大,工件受力后会发生变形,从而导致零件的形状和位置误差;若夹紧不牢,则可能造成零件松动,甚至在加工过程中报废。为此,在加工时需严格控制夹紧力,以减小零件的夹紧变形。在前端盖的加工过程中,通常采用螺栓板直接拧紧φ130孔的夹紧方式来固定工件。由于前端盖壁厚较薄,拧紧力的大小会对工件产生显著影响(图1)。拧紧力过大时,销孔的中心距会变长;反之,则会缩短。

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