針(zhēn)對鈦合金(jīn)材料薄壁細長(zhǎng)軸零(líng)件加工難的問題,通過改進加工方法,提出此類產品的一(yī)種加工方案。
1. 零件結構和加工(gōng)難點分析
附圖所示為(wéi)我單位加工(gōng)的某一零件,材料為T C 4,總長(100.6±0.03)m m,通(tōng)孔φ4+0.018+0mm,直徑與長度(dù)之比大於20。該零件壁厚0.5mm,屬於典型的細長軸薄壁類零件。由(yóu)於零件細長、壁薄,且精度要求較高,很大程度上增加了(le)製造難度。其加(jiā)工難(nán)點在(zài)於:
(1)鈦合(hé)金材料硬度高,在(zài)切削(xuē)時容易產生切削熱,切削區溫度高,摩擦係(xì)數(shù)大,導熱性(xìng)差(chà),易(yì)導致刀具材料過燒和發生氧化而加速刀具磨損。
(2)該零件細(xì)長、壁薄(báo)且精度要求較高,加工過程中易振動、易彎曲和易變形,零件尺寸和表麵質(zhì)量難以保證,產品廢品率高。
2. 問題分析(xī)及改進方法
該零件加工通常采用的方法為鑽、鏜孔,兩頂車外圓。但由於孔較長,在鑽、鏜(táng)時容易(yì)出現劃傷孔壁形成螺旋線波紋的現象,嚴重時形成溝(gōu)槽。同時鑽孔屬深(shēn)孔鑽(zuàn)削,產生的(de)切屑難以(yǐ)排出,切屑堵塞在鑽頭槽內及孔中,易劃傷已(yǐ)加工表(biǎo)麵,若不及時排(pái)屑,甚至會引起刀具的損壞。另外,深孔(kǒng)鑽削加工摩擦大,切削熱不易散出,工作條件極差,易產生積屑瘤。車外圓時,易產生彎曲和振動,經(jīng)常出現翹曲、錐度過大、凸肚、竹節、棱型及不圓等,零件的精度無法保證。
針對以上問題,提出以下改進方法:
零件結構圖(tú)
(1)通過熱處理消(xiāo)除材料本身存在的脆性(xìng),使組織(zhī)和性能均勻,具有適當(dāng)的(de)韌性和塑(sù)性。
(2)采(cǎi)用線切割切內孔,避免深孔的進(jìn)出口出現波紋、喇叭口,同(tóng)時減小裝夾引起的變(biàn)形。
(3)改車為(wéi)銑,在銑床上(shàng)進行鉸孔。
(4)鉸(jiǎo)孔時要勤退刀並及時冷卻(què),確保產生的切削熱及時散出,並使產生的切屑及時排出。其(qí)中,加工刀具采用(yòng)YG8硬質合金刀具和專用加長粗、精螺旋鉸刀,並及時冷卻,通過粗(cū)鉸孔和精鉸孔,多次(cì)鉸孔減少變形。
(5)利用適配心軸(zhóu),頂車外圓,避免直接(jiē)夾頂引(yǐn)起的變(biàn)形。
3. 工藝要求
對於這種鈦合金薄壁細長軸的加工,應(yīng)注意下列工藝(yì)要求:
(1)線切(qiē)割精切的內孔(kǒng)應與外圓保(bǎo)證同心度≤0.05mm。
(2)鉸孔裝夾時夾緊力(lì)適中,不得夾(jiá)傷外(wài)圓。
(3)心軸與內(nèi)孔應適配且間隙≤0.005mm,心軸的中心孔與外圓同心(xīn)。
(4)采用先粗後精、先近(jìn)後遠及(jí)內外交叉的原則(zé)進行。
工藝路線如下:見光外(wài)圓φ16-0-0.2m m→熱處理→磨外圓(校直和加工出粗基準)→找正外(wài)圓加工穿絲(sī)孔→兩頂車外圓單邊留(liú)量0.5mm→以外圓定位,切內孔為(wéi)φ3.95mm→粗、精鉸內孔→穿心軸,兩頂車(chē)外圓,平兩端麵(miàn)→按圖總檢。
4. 結語
此加工方法能滿(mǎn)足圖樣要求,保證尺寸精度而且加工質量穩定,使零件加工工序定位基準穩定可(kě)靠,操作過(guò)程(chéng)受人為因素影響減小(xiǎo)。通過製定合理的(de)加工工藝流程,並配以簡單的專用工裝和測量方法,保證此類零件的加工質量且加工成本(běn)較低,適用於該類零件的批量加工(gōng)。
參考文獻:
[1] 陳宏(hóng)鈞. 機械(xiè)加工工藝人員手冊[M]. 北京:機械工業出(chū)版社,2013.
專家點評
本文作者針對鈦合金(jīn)細長軸通孔難加工的問題,獨辟蹊徑地用線切割來(lái)加工中心通孔,取得了滿意的效果,值得同行加工類似零件時參考。另外需注意的(de)是,在加工穿絲孔時,也要(yào)注意刀(dāo)具的角度和切削參數。
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