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如何在車床上完成只有磨床才能達(dá)到的零件加工精度要求
時(shí)間:2017/05/25文章來源:山一數(shù)控分享到:
通過對(duì)高精密鈦合金零件圖樣的仔細(xì)研究,確定了加工方案和工藝參數(shù),利用現(xiàn)有的普通車床設(shè)備,最終順利完成了零件的加工,實(shí)現(xiàn)了在車床上完成只有磨床才能達(dá)到的加工精度要求。

1.加工難點(diǎn)分析

有一批來自某光機(jī)所的生產(chǎn)任務(wù),該任務(wù)無論在加工材料、還是在加工精度上,都是一種全新的挑戰(zhàn),其中凸透鏡旋轉(zhuǎn)軸(見圖1)的加工存在以下難題:

(1)凸透鏡旋轉(zhuǎn)軸采用的是鈦合金材料,由于其強(qiáng)度大、硬度高,加工時(shí)極易產(chǎn)生表面硬化層,而且材料導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性模量小,切削時(shí)加工表面的回彈量很大,造成刀具后刀面的劇烈摩擦、粘附和粘結(jié)磨損。

(2)在保證外形加工精度的同時(shí), 零件兩端同軸度要求0.006mm,這對(duì)于現(xiàn)有機(jī)床來說,幾乎是難以達(dá)到的。因?yàn)楝F(xiàn)有機(jī)床在啟動(dòng)后,自身主軸跳動(dòng)已>0.01mm,在這樣的機(jī)床上完成加工任務(wù)難度可想而知。

(3)零件外形和孔的尺寸精度要求都非常高,分別為0.005mm和0.01mm,要求表面粗糙度值Ra=0.8μm。正常情況下需要在磨床上加工才能實(shí)現(xiàn)該圖樣要求。由于分廠內(nèi)沒有磨床設(shè)備進(jìn)行精密加工,于是該任務(wù)必須由車床來完成。加工前首先對(duì)圖樣進(jìn)行了仔細(xì)的研究,分析了多種加工方案,最終決定采取如下方法進(jìn)行加工。



圖1

2.工藝參數(shù)的選擇

根據(jù)鈦合金材料特性,優(yōu)選強(qiáng)度性能高、耐磨損性能較好、牌號(hào)為YW系列的刀具材料進(jìn)行加工。

(1)刀具參數(shù):選用主偏角為90°的正反外圓偏刀和橫槽車刀各一把。在保證刀具切削強(qiáng)度的同時(shí),為減小切削阻力,防止材料在切削過程中過熱變形,刀具前角選擇較大的20°~25°。為避免刀具后刀面在切削過程中與零件表面的急劇摩擦、粘結(jié),刀具后角選擇為5°~8°。

(2)切削參數(shù):由于鈦合金材料導(dǎo)熱系數(shù)低、彈性模量小,加工過程中易產(chǎn)生粘結(jié),所以在加工中切削參數(shù)值不易設(shè)置過大,主軸轉(zhuǎn)速選擇在350~500r/min,不宜過高。背吃刀量和進(jìn)給量粗車時(shí)選擇大一些,精車時(shí)選擇小一些。

3.加工工藝方法

(1)粗車:首先使用橫槽車刀將零件兩端外形進(jìn)行粗車(見圖2),單邊留余量0.5mm。由于橫槽車刀切削過程中阻力小、易斷屑,所以使用橫槽刀對(duì)兩端外圖1形粗車效果較好。但由于鈦合金材料在加工中極易熱變形,所以在切削過程中必須使用切削液進(jìn)行充分冷卻。



圖2

(2)半精車:待零件徹底冷卻后,再使用90°外圓偏刀將零件的基準(zhǔn)外圓車出,通過軟爪夾持零件外形,利用微米杠桿表校正零件外形(見圖3),使圓跳動(dòng)達(dá)到0.005mm以內(nèi),對(duì)零件一頭進(jìn)行加工,不能一次加工到位,單邊留余量0.1~0.2mm。



圖3

(3)精車:①零件外形余量切除后,鉆孔、鏜孔,保證尺寸和精度要求。再次校正零件外形,保證尺寸精度在0.005mm以內(nèi),精車外形留余量0.05mm。由于雙頂以兩端內(nèi)孔為定位基準(zhǔn),且零件最終精車前的外形余量較小(0.05mm),所以鉆孔和鏜孔與精車外形在一次裝夾找正中完成,并做好孔口倒角,為下一道雙頂工序做好準(zhǔn)備。②在機(jī)床上車一頂尖,將零件通過雙頂?shù)姆椒ǎ褂谜雌秾?duì)兩頭外形進(jìn)行精車(見圖4),拋光零件外形,達(dá)到表面粗糙度值Ra=0.8μm的要求。



圖4

4.結(jié) 語

采用此加工工藝方法,最終順利完成了零件的加工。通過檢測,零件各尺寸精度和形位公差均達(dá)到了設(shè)計(jì)圖樣要求。
文章鏈接:中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng) http://www.jc35.com/news/detail/64090.html
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