- 相關(guān)推薦
支承套零件的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
支承套零件的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，這是關(guān)于零件加工的技探究，送給各位數(shù)控畢業(yè)的畢業(yè)生，歡迎大家借鑒!
摘要：文章就支承套零件特點(diǎn)和加工難點(diǎn)展開了論述，并針對(duì)零件的加工制定了具體的加工工藝分析和夾具設(shè)計(jì)，為支承套類零件的加工提供了理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：支承套;加工工藝;夾具設(shè)計(jì)
支承套類零件在機(jī)械工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。但是，由于支承套類零件一般壁薄、直徑大，且長(zhǎng)度較長(zhǎng)，屬于薄壁筒類零件。該類零件自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)使得其裝夾和加工都相對(duì)困難。由于工件的剛性較低，在加工過程中的夾緊力和切削力作用下，容易產(chǎn)生振動(dòng)和變形，影響工件的尺寸精度、形狀位置精度和表面加工質(zhì)量，難以達(dá)到預(yù)期的加工要求。而目前傳統(tǒng)的支承套類零件的加工工藝和夾具僅適用于單件或小批量生產(chǎn)，難以滿足機(jī)械工業(yè)對(duì)于支承套零件大量的需求。因此，研究并改進(jìn)支承套零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)具有重要的理論和實(shí)際意義。本文針對(duì)支承套零件的加工和裝夾難點(diǎn)，對(duì)該類零件的加工工藝和裝夾夾具進(jìn)行了分析和改進(jìn)設(shè)計(jì)，旨在實(shí)現(xiàn)支承套零件的大批量和高質(zhì)量的生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
1 支承套零件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析
典型支承套零件如圖1所示，屬于薄壁臺(tái)階套環(huán)。該零件材料為45鋼，毛坯為鍛坯，在粗加工之前采用正火熱處理。從圖中可以看出，該支承套零件有兩處外圓，直徑分別為50mm和56mm，內(nèi)孔直徑為44mm，長(zhǎng)度為60mm。其中，臺(tái)階長(zhǎng)度4mm。以內(nèi)孔中心線為基準(zhǔn)，兩處外圓對(duì)內(nèi)孔的同軸度誤差為0.02mm。
兩處外圓以及內(nèi)孔的表面粗糙度要求均為Ra1.6。此外，外圓還有圓度要求，精度為0.02mm。
從設(shè)計(jì)圖中來看，該支承套零件的形狀精度和表面加工質(zhì)量要求均較高，但其壁厚卻只有3mm。這就意味著零件在裝夾加工過程中，夾具的夾緊力和刀具的切削力都對(duì)零件的加工精度有著較大的影響。由于壁厚較薄導(dǎo)致零件剛度低，易產(chǎn)生振動(dòng)和變形，零件的加工質(zhì)量難以達(dá)到預(yù)期的精度。
目前針對(duì)這種薄壁支承套零件的加工主要有以下三種常用方法：
(1)一次性加工成型。其一般的工藝流程是先去除毛坯工件的外圓和內(nèi)孔余量，使工件的外圓和內(nèi)孔尺寸與設(shè)計(jì)尺寸保持較低的加工余量，即粗加工過程。然后進(jìn)行半精加工，減小刀具的進(jìn)給量和進(jìn)給速度，使待加工表面留有均勻的加工余量，為零件的精加工做好準(zhǔn)備。最后對(duì)工件進(jìn)行精加工，使零件達(dá)到設(shè)計(jì)的尺寸精度和形狀精度。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加工情況來看，支承套零件的精加工階段是最難掌握的工序。由于此時(shí)工件的剛度已經(jīng)很低，容易在刀具車削力的作用下產(chǎn)生嚴(yán)重的讓刀現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生震刀現(xiàn)象，影響工件車削的精度，甚至無法順利進(jìn)行車削加工。
(2)可漲芯軸撐內(nèi)孔車外圓加工法。這種方法采用可漲芯軸來加工工件的強(qiáng)度和剛度，以保證外圓車削的精度。但是，由于支承套零件對(duì)于內(nèi)孔尺寸的尺寸精度和形狀精度都有較高的加工要求，而可漲芯軸的作用力卻不是完全精確可控的。不均勻的可漲芯軸作用力會(huì)導(dǎo)致零件內(nèi)孔的變形。
(3)塞堵頭夾外圓車內(nèi)孔，配合堵頭頂中心孔車外圓加工。這種方法是先將內(nèi)孔加工到設(shè)計(jì)尺寸，然后將頂尖裝入零件內(nèi)孔帶有中心孔的堵頭中，另一端夾持外圓。這種加工工藝對(duì)于堵頭外圓和中心孔的同軸度精度要求較高，在實(shí)際加工實(shí)踐中容易出現(xiàn)壁厚不均勻和扭曲變形等現(xiàn)象。
由零件的結(jié)構(gòu)與加工工藝分析可見，傳統(tǒng)的加工工藝并不適于加工支承套零件。
2 加工工藝和夾具的改進(jìn)設(shè)計(jì)
基于上述零件的結(jié)構(gòu)與加工工藝分析，本文設(shè)計(jì)了所示專用車夾具。夾具的圓柱側(cè)面銑出通槽，右側(cè)端面安裝壓板6和擋板10。工件裝夾時(shí)，通過壓板使工件2的右端面與夾具軸向壓緊，而其左端面則與可換套緊密貼合，其外圓則與可換套的內(nèi)孔配合。為了防止可換套在加工時(shí)與工件產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在可換套外圓柱面銑出通槽，配合緊定螺釘3周向固定。裝夾完畢后即可進(jìn)行工件的切削加工。加工工序完成后，松開螺母8。工件裝夾較緊時(shí)，采用輔助橡膠棒或銅棒穿過夾具外圓的通槽老敲擊工件的左端面來拆卸工件�？蓳Q套與工件的配合精度在長(zhǎng)期重復(fù)裝夾使用中逐漸降低，這時(shí)可以采用類似的拆卸方法拆除受損可換套并及時(shí)更換。這種夾具設(shè)計(jì)不僅可以提高工件車切削加工時(shí)的剛度和強(qiáng)度，且工件的裝夾和拆卸方便，提高了工件的加工效率。實(shí)踐證明，在支承套零件的加工中采用這種專用夾具，既可以保證零件達(dá)到設(shè)計(jì)的加工精度要求和質(zhì)量要求，又可以提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
針對(duì)這種專用夾具，本文設(shè)計(jì)了支承套零件的加工工藝流程。其基本流程是：先將工件外圓加工到設(shè)計(jì)尺寸，再采用上述專用夾具車削內(nèi)孔。工件的外圓車削采用傳統(tǒng)加工方法進(jìn)行，經(jīng)過粗加工、半精加工和精加工工序達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸和精度。在此基礎(chǔ)上，采用專用夾具裝夾工件，進(jìn)行內(nèi)孔的加工。為了確保工件達(dá)到設(shè)計(jì)加工精度，專用夾具可換套與夾具內(nèi)孔應(yīng)保持較高的配合精度。由于外圓的加工精度很高，從而易于實(shí)現(xiàn)內(nèi)孔與外圓的同軸度要求。而專用夾具彌補(bǔ)了工價(jià)加工內(nèi)孔時(shí)剛度和強(qiáng)度較低的缺點(diǎn)，使得工件受力較為均勻，杜絕了讓刀、震刀現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而保證了工件的加工精度和加工質(zhì)量。
本文針對(duì)支承套零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工難點(diǎn)，分析了其加工工藝流程。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了專用夾具和配套加工工藝。實(shí)踐證明，支承套零件的加工精度可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且加工質(zhì)量穩(wěn)定。采用專用夾具加工，工件的裝夾和拆卸方便，工作效率高。夾具良好的可換性既保證了零件加工質(zhì)量的穩(wěn)定，又降低了夾具成本，易于實(shí)現(xiàn)支承套零件的大規(guī)模生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳平，鄭貞平.薄壁缸體零件加工工藝和夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的研究[J].無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008.
[2] 施勇成.薄壁殼體類鋁件的數(shù)控加工[J].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(綜合版)，2006.
【支承套零件的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)】相關(guān)文章：
箱體類零件的加工工藝10-26
薄壁螺紋零件的滾壓加工工藝10-05
論機(jī)電特殊零件加工工藝分析10-26
組合零件數(shù)控加工工藝探索論文10-09
論機(jī)電精密渦輪零件的加工工藝10-26
薄壁零件數(shù)控車工加工工藝論文10-12
調(diào)頭加工軸數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)10-07
加工工藝與普通加工工藝10-05