试论薄壁套的加工工艺与夹具设计

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  摘要:我国的零件制造业有着快速的发展,在社会不断进步的背景下,零件的功能与种类不断增加,这也给零件加工机械与工艺的应用带来了一定的新要求。其中,薄壁套零件在目前阶段下有着诸多应用,在进行生产与加工的过程中对工艺及器具的要求较高、为了确保薄壁套零件生产后能够安全应用,在加工工艺与夹具的设计中一定要重点改良,确保在提高生产效率的基础上保证生产质量,确保薄壁套零件能够在当前的发展与生产中起到重要的作用。因此,本文就关于薄壁套的加工工艺及夹具的设计展开研究与分析。
  关键词:薄壁套;加工工艺;夹具设计
  薄壁套零件,在当前的诸多行业的生产中均有着重要的应用。但是,在进行薄壁套零件加工的过程中,由于该零件的刚性差,容易发生变形,使得零件在加工的过程很容易出现零件损毁、无法使用的情况发生。在生产该零件的过程中,造成大量零件损毁,除了会提高生产企业的生产成本以外,还会提高资源的利用率,与当前的绿色生产观念有着一定的差距。因此,在进行实际生产的过程中,需要改变加工工艺与夹具的设计,确保在进行薄壁套零件生产的过程中能够具有质量又有效率。
  一、薄壁套加工过程中存在的问题
  在进行薄壁套零件加工的过程中,存在诸多影响生产效率与生产质量的问题。首先,薄壁套零件本身柔性大,在加工的过程中很容易受到加工中力的影响,导致零件发生不应有的形变,导致零件无法正常使用。第二,零件在加工的过程中,由于零件过于薄,会导致零件出现不同频率的抖动情况,导致加工出来的零件尺寸上存在较大差异,影响零件的生产质量。特别是在切削力的影响下,零件很容易发生抖动或者是震动的情况,会导致零件在震动力的作用下出现形变,导致零件丧失使用价值。第三,零件在加工的过程中,需要不停的削薄,在这一工作步骤下,零件会受到摩擦力的作用,出现发热,发烫的情况,如果是膨胀系数较大的零件材料,在生产的过程中还会出现膨胀情况,导致零件卡死到夹具上,无法完成基本的生产。
  二、薄壁套零件的加工工艺
  在进行薄壁零件加工的过程中,为了避免零件出现变形或者是卡死到夹具上的情况发生,在实际加工操作中,一般需要采取以下措施。首先,为了减少热变形给零件加工带来的影响,在进行零件加工的过程中可以采用分阶段加工的方式进行零件加工。分阶段加工指的是在零件加工的不同阶段进行分批次加工,一个零件在被加工的过程中需要涉及到诸多工序,每个工序独立完成,能够减少在加工过程中零件发热的情况,进而可以避免零件热效应导致的零件变形情况发生。另外,在解决因夹具问题导致的零件变形过程中,需要通过改变夹具的设计原理的方式进行问题的解决。在夹具设计的过程中,夹具的接触面可以和采用轴向加紧夹具,这样的夹具设置,能够减少夹具产生的力作用到零件上,进而可以减少零件变形的概率。同时,在加工刀具选择的过程中,利用集合参数和选用合理的切削力,还能够避免零件在加工过程中出现形变的情况。
  在实际应用的过程中,还需要结合零件的尺寸与壁的厚度进行实际应用。例如,在加工一个45号无缝钢管的过程中,其外圆的直径为d640-0.06毫米,内直尺寸为d600+0.03毫米。该零件的壁厚度2毫米,长度需要达到40毫米。在该零件加工的过程中,对直径及表面的要求均很高,需要采用科学的加工方式进行实际加工。在机械加工工艺的选择上,首先需要选用三爪卡盘装夹作为夹具,该夹具的在加工零件的过程中能够粗车零件各直尺寸留1毫米。其次,在工刀具的选取上,需要选用镗孔刀半精车和横刃车进行零件的加工。第三,在加工完成后,需要将零件上的毛刺和倒角去除掉。第四,该零件的长度为40毫米,在加工完成后还需要截取40毫米的长度。有上述实践操作可以发现,在实际加工的过程中,采用了可胀锥度套胀紧夹具夹薄壁套进行零件的加工,并且使用了精车刀和横刃精车刀作为加工的主要刀具。
  三、专业夹具的结构和使用方法
  专业夹具在使用的过程中,分为粗加工和精加工分开的原则进行加工。在实际加工的过程中,一般采用的是先粗车,在半精,最后再进行精车加工。在结合零件的加工工艺进行实际加工工艺的分析,在进行夹具选取的过程中,选用的传统夹具很难确保夹具的力度掌控合理,很容易出现损毁零件的情况,或者是导致加工精确度难以得到保障。此时,为了避免这一问题的出现,在进行夹具设计的过程中,设计出了可胀锥度套紧夹具。该夹具在使用的过程中,能够随着零件加工中产生的力度进行力度的调节,进而避免了零件加工中夹具损毁零件的情况发生。
  在该零件的组成结构中,主要有锥度心轴、可胀锥度套、弹簧、锁紧螺母、垫圈等基本结构组成。在进行该夹具设计的过程中,在实际安装的过程中,需要将这些基础结构使用莫氏6号圆锥柄安装到车床上,并使用螺栓杆将其拉紧,确保能够满足成产需要。在实际使用的过程中,首先需要确保胀锥度套沿圆周能够均匀地展开,也就是确保夹具能够正常夹住零件。为了确保加工零件的精准度得以保障,在零件加工结束后,只需要将锁紧螺母松开即可,在力的作用下,可胀锥度套就可以在弹簧弹力的作用下向右方移动,并产生径直缩紧的力,在这样的情况下就能够将零件取下。
  四、可胀锥度套零件的设计
  可胀锥度套是确保薄壁套零件加工能够正常合理的关键,在进行该结构设计的过程中,需要重点控制可胀锥度套的涨开与收缩,可胀锥度套的涨开与收缩直接影响到夹具对零件的加紧与放松,是进行零件加工过程中的核心步骤。在可胀锥度套设计的过程中,一般会设计有6条对称分布的槽孔,并且结合锥度的心轴进行涨开与收缩的控制,实现在加工零件的过程中加紧零件。
  五、加工参数的选择
  选择合适的加参数,同样是确保零件加工能够科学合理的关键。在加工参数选择的过程中,主要分为切削用量的选择和刀具参数的选择。首先,在切削用量的选择中,需要重点对切削用量的三要素进行合理选择,减少切削力给零件带来的变形情况。另外,在刀具参数的选择中,需要重点把控的是刀具的角度与刀锋的锋利程度。通过调整刀具角度的方式,能够降低加工过程中塑性形变的发生概率,可以提高零件加工质量。另外,通过改善切削刀具的锋利程度,能够改善所加工零件的薄厚程度,可以改善零件质量。
  总结
  在进行薄壁套零件加工的过程中,为了避免零件加工精准度不够,或者是出现零件损毁的情况,采用本文研究的可胀锥度套夹具進行加工有着一定的优势,希望能给薄壁套零件加工带来有利影响。
  参考文献
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