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如何解决数控车削加工中薄壁零件变形的问题?

2020-11-02 13:18
夹具侠
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前 言

在切削过程中,薄壁受切削力的作用,容易产生变形,从而导致出现椭圆或中间小,两头大的“腰形”现象。另外薄壁套管由于加工时散热性差,极易产生热变形,不易保证零件的加工质量。下图零件不仅装夹不方便,而且加工部位也难以加工,需要设计一专用薄壁套管、护轴。

数控车削加工薄壁零件如何克服变形?

       一、工艺分析

根据图纸提供的技术要求,工件采用无缝钢管进行加工,内孔和外壁的表面粗糙度为Ra1.6μm,用车削可达到,但内孔的圆柱度为0.03mm,对于薄壁零件来讲要求较高。在批量生产中,工艺路线大致为:下料—热处理—车端面—车外圆—车内孔—质检。

“内孔加工”工序是质量控制的关键。我们抛开外圆、薄壁套管就内孔切削就难保证0.03mm的圆柱。

二、车孔的关键技术

车孔的关键技术是解决内孔车刀的刚性和排屑问题。增加内孔车刀的刚性,采取以下措施:

(1)尽量增加刀柄的截面积,通常内孔车刀的刀尖位于刀柄的上面,这样刀柄的截面积较少,还不到孔截面积的1/4,如下左图所示。若使内孔车刀的刀尖位于刀柄的中心线上,那么刀柄在孔中的截面积可大大地增加,如下右图所示。

数控车削加工薄壁零件如何克服变形?

(2)刀柄伸出长度尽能做到同加工工件长度长5-8mm,以增加车刀刀柄刚性,减小切削过程中的振动。

三、解决排屑问题

主要控制切削流出方向,粗车刀要求切屑流向待加工表面(前排屑),为此采用正刃倾角的内孔车刀,如下图所示。

数控车削加工薄壁零件如何克服变形?

精车时,要求切屑流向向心倾前排屑(孔心排屑),因此磨刀时要注意切削刃的磨削方向,要向前沿倾圆弧的排屑方法,如下图所示精车刀合金用YA6,目前的M类型,它的抗弯强度、耐磨、冲击韧度以及与钢的抗粘和温度都较好。

数控车削加工薄壁零件如何克服变形?

刃磨时前角磨以圆以圆弧状角度10°-15°,后角根据加工圆弧离壁0.5-0.8mm(刀具底线顺弧度),c切削刃角k向为§0.5-1为沿切屑刃B点修光刃为R1-1.5,副后角磨成7°-8°为适,E内刃的A-A点磨成圆向外排屑。

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