薄壁零件车削加工的工艺方案

通用加工工艺在数控车床上加工薄壁零件,加工精度是比较难控制的。原因是薄壁零件刚性差、强度低,在加工中极容易变形,使零件的形位误差增大。加工中需要解决的主要问题是控制和减小变形,同时提高切削效率,缩短加工周期。其加工工艺需要从工件装夹、切削用量、刀具几何角度选用等多方面进行优化。因此对薄壁零件的装夹、刀具的合理选用、切削用量的选择等进行探讨和分析。     

薄壁平面件真空多孔吸具的力学特性与优化设计

针对薄壁平面件刚性差、装夹易变形、装夹困难等问题,基于圆周简支平板变形理论,提出了薄壁平面件在切削状态下吸附力学特性的数学模型及其真空平面多孔吸具优化设计方法,分析了吸附装夹的吸具吸孔设计布局与真空度对薄壁平面件加工中的变形耦合影响规律。理论分析表明,加工确定尺寸薄壁件吸孔的数量越少,孔径越小,则所需真空度越大;对于优化确定的吸孔设计布局,真空度越大则薄壁平面件装夹及切削过程变形越大。通过有限元仿真和6061铝合金薄壁平面件装夹试验,验证了多孔吸具优化设计的有效性。优化设计的有限元分析表明,工件静态装夹变形能够控制在纳米量级。吸具样件加工试验结果表明,采用优化后的吸具装夹,可使加工后的薄壁件平面度公差控制在500 nm以内。此设计方法可为薄壁类零部件的吸具设计与装夹提供参考。     

铝合金薄壁铸件壳体机加工工艺研究

铝合金薄壁铸件壳体在航空、航天等领域有着广泛的应用,其加工性能好,但结构复杂、硬度低、刚性差、加工时易变形、加工质量难以控制,因此铝合金薄壁壳体的加工一直是机械加工的一个难点。为解决这些问题,首先对残余应力、刀具角度、工件装夹、零件材料这些影响其变形的主要因素进行简要说明和分析;然后针对这些变形因素,提出加工工艺要求。主要包括:对加工刀具及其轨迹进行优化,以提高加工效率改善加工质量,选则合适的刀具材料,增大刀具前角、后角,减少切削时刀具与工件之间产生的摩擦力及切削应力;利用辅助设施、分序过程的间隙进行应力适放以减少加工过程造成的变形;卡具的优化,与零件面接触、受力均匀、避免变形;精车三要素切削深度、速度、走刀量的限定。采用以上工艺加工,可有效减少铝合金薄壁壳体变形,从而满足设计要求。     

大型构件去除成形中零残余应力控制

现代航空工业的快速发展,对飞机高速、高机动性能、高负载和服役寿命提出了越来越高的要求,因此,需要在不断地提高飞机结构强度和效率的前提下降低其自身结构重量。为此,新一代飞机普遍采用毛坯直接铣削加工成具有复杂型腔、筋条和凸台的大型整体结构件,比如:整体壁板、后尾梁缘条、隔框等大型复杂结构件,进而对其加工制造质量提出了更加严格的要求。以加工制造过程中残余应力的传递和控制为主线,针对整体薄壁构件表面质量控制要求,以高速切削已加工表面残余应力的传递作为主线,建立高速切削已加工表面在力、热耦合作用下的残余应力预测模型,并分析已加工表面完整性与构件疲劳裂纹萌生的关联机制,从而有效指导切削加工过程表面残余应力的调整控制。针对大型整体薄壁构件切削加工形状精度控制要求,研究大型整体薄壁构件高速铣削加工过程中体残余应力的释放和重分布规律,发现厚板毛坯初始体残余应力的非均匀释放和重分布对构件切削加工形状精度的影响,提出对称分层铣削工艺方法实施切削变形控制。针对大尺寸柔性件形状检测评价和偏差溯源的难题,通过建立梁缘条切削变形与后缘组件装配变形的模式匹配关系,实现大型薄壁构件切削加工形状精度的准确评价和切削变形偏差源诊断,指导梁缘条切削加工形状精度补偿策略。     

薄壁连接轴的工艺研究

薄壁连接轴在结构上突出特点为薄壁、刚性差,加工过程中易变形。该件材料为难加工材料,可切削性差,在加工过程中极易积累较大机加应力,增大工件的变形量。同时各尺寸公差和技术条件要求严格,加工难以保证。由于该件要求喷丸,并且在喷丸后工件的变形量无法预测,所以需要制定合理的加工路线及加工方法,设计专用减少变形的车床夹具,选择恰当的刀具和加工参数,用以减少工件的变形,保证工件的加工质量。     

双曲面薄壁零件的工艺策略

双曲面薄壁零件因无装夹基准和加工变形严重而成为机械加工中的难题。本文介绍了一种设计辅助定位基准的方法,并通过增加刚性的工艺措施和高速加工,有效地解决了双曲面薄壁零件的加工变形问题;设计简易的检测表头用于在线检查,可有效地控制曲面形状。     

数控车床对薄壁零件的车削加工

薄壁零件的加工由于夹紧力、车削力、车削热、内应力、振动与变形等因素的影响,使工件产生较大的变形,导致零件的加工质量难以保证。本文从工件的装夹、刀具要求、程序的编制等方面进行综合考虑,解决了薄壁零件的车削加工难题。从而有效提高了零件的精度,保证了产品的质量。     

浅谈薄壁零件加工的夹具设计与装夹

针对影响批量薄壁零件加工的精度因素,如何保证薄壁零件的加工精度和批量加工的尺寸稳定,通过对夹具设计与装夹,减少多次装夹的累计误差,从而达到薄壁零件加工的技术要求。     

论细长轴的车削加工

该文针对细长轴在车削加工时由于工件弯曲变形而影响工件的尺寸公差、形位公差及表面粗糙度问题。找出引起细长轴弯曲变形的因素:工件自身刚性差、工件内部残余应力、切削力及切削热。通过分析不同装夹方式对工件刚性的影响、残余内应力的影响、刀具参数和切削用量对切削力和切削热的影响,提出通过选择合适装夹方式、时效处理消除内应力、选择合理刀具参数及控制切削用量,同时在加工时使用切削液以降低切削热等方法来提高细长轴的加工质量。     

一种可换定位活块夹具的研制

环形件研制中，许多零件不使用夹具直接装夹在机床工作台上切削，这种加工方式特别不适合刚性差的中大型薄壁环形机匣。采用组合工装虽然能解决定位问题，但组合夹具，定位结构刚性差，薄壁机匣的精度保证困难。可换定位活块夹具采用扇形面活块定位，配合夹具底座多种规格的定位安装孔，根据零件定位尺寸配做定位块，可以满足一定范围弧面定位的环形件的加工需求。     

薄壁类零件加工的工装设计与工艺设计

根据薄壁零件的特点、形状及结构多样性,在高精度要求下,通过有效、科学的方法,采用特殊工艺,用“哑铃”双面沉头螺钉装夹,利用真空吸附工装吸附零件表面进行加工,在加工时,采用“回”字型加工方法,保证了零件的精度及稳定性.因材料退火后切削黏土大,小刀具铣缝容易产生较大毛刺,因此,采用最后铣腔体底面和腔体缝时,粗、精加工分开,这样既剔除了毛刺又提高了加工精度,也降低了后续钳工工序的工作量.     

可调节气囊提高航空薄壁件加工精度的研究

以前机匣为典型零件,提出了提高航空薄壁件加工精度的可调节压力气囊支撑系统.系统采用正交分析法,对薄壁件进行切削有限元仿真,分析比较了薄壁件在不同工装参数下的切削变形,并研究切削点变形随工装参数的变化趋势.由此对薄壁件工装进行优化,优化后因工装参数引起的误差可减小60%以上,直接对航空薄壁件加工提出指导性意见.在优化的工装基础上,提出了使用可调节压力气囊作为支撑,根据切削点的变形情况使用不同压力的气囊,装夹变形可在优化后基础上再次减小40%以上,从而减小让刀变形、控制薄壁件的加工精度.     

切削力夹紧快装实体心轴

套类工件是生产中应用广泛的零件,其尺寸、形状各异,精度要求也不相同,在装夹加工中经常涉及到如何保证内、外表面相互位置精度以及减小装夹变形的工艺问题。对于中、小型批量生产的套类工件,一般常采用以精加工的内孔作为定位基准面,安装在各类心轴上进行加工,以保证工件的同轴度和垂直度。常用的心轴有实体心轴、胀力心轴、塑料心轴、橡胶心轴等等,以上心轴在装夹迅度、结构和保证精度方面各有利弊。我们在实践中,采用了一种切削力夹紧快装实体心轴,结构简单,使用方便,装夹迅速,既可保证质量又可提高生产效率。其结构如图。一、安装使用方…     

薄壁铝合金机壳内孔加工用固定装置的设计研究

薄壁铝合金零件因具有重量轻、结构紧凑、材料节省的特点,已被广泛应用在各工业部门,但由于其刚性差、强度弱,在加工中极容易变形,使零件的形位误差增大,零件的加工质量不易保证,薄壁铝合金零件的加工也成为传统机械加工中比较棘手的问题。该文针对薄壁铝合金零件传统加工方式的不足,设计一种薄壁铝合金机壳内孔加工用的固定装置,能有效克服加工时工件因夹持易变性的难点,并保证加工精度。     

高速加工技术在模具加工中的应用

高速加工在实际应用中能解决新材料的加工问题,适应表面质量高、精度高、形状复杂的三维曲面加工,减少和避免效率低的电火花加工,解决薄壁零件的加工问题,数控高速复合加工还可以减少搬运与装夹次数,避免重复定位带来的加工误差等,既提高了加工质量,又提高了加工效率.高速加工技术逐渐应用于加工铸铁和硬铝合金,尤其是加工大型覆盖件冲压模、锻模、压铸模和注射模.在数控切削加工中有较强的实用价值,从而大大地提高了加工效率及加工精度.     

镜像铣加工过程中薄壁工件变形和振动的预测

镜像铣是大型薄壁工件加工的有效方法,在航空航天等重要领域有着广泛的应用.镜像铣加工过程中薄壁工件的变形和振动是影响加工精度的主要因素,如何准确预测镜像铣加工过程中薄壁工件的变形和振动是优化加工参数、提高加工精度的关键问题.本文基于金属切削原理并考虑了薄壁工件加工过程中的弯曲变形和铣削力相互作用,建立了铣削力预估模型.在此基础上,结合薄板小变形理论和有限元法,建立了考虑加工过程中材料去除和铣削力与支撑同步运动的薄壁工件镜像铣动态力学模型.通过仿真模拟,研究了支撑刚度、支撑阻尼、主轴转速和进给率对薄壁工件变形和振动的影响规律.结果表明,在镜像铣加工过程中薄壁工件的变形随着支承刚度的增加而减小,振动幅值随着支撑阻尼的增加而减小.最后,对6061铝合金薄板的镜像铣加工实验与本文建立模型的时域和频域信号进行了比较.振动数据采集点处的模型预测结果与实验相差小于5%,二者对比结果表明所建立的模型能够对薄壁工件加工过程中的变形和振动进行准确的预测.镜像铣加工相比于直接铣削加工,薄板加工点处的振动幅值从71.61μm减小到5.71μm,对比结果表明柔性支撑结构能够有效地减小加工过程中薄壁工件的振动.本文...     

薄壁筒轴的工艺研究

筒轴为薄壁件,整个型面厚度不超过2mm,刚性差。该件材料为高温合金,硬度高,在小端有花边、槽,需要进行大量铣加工,进一步加大筒轴的变形。同时尺寸和形位公差要求严格,在工艺制造过程中难以加工保证。因此需要制定合理的加工路线及加工方法,设计专用减小变形的车床、镗床、铣床夹具,选择恰当的刀具及加工参数,以减少工件的变形,保证工件的加工质量。该工件的合格交付不仅保证了设计要求,也为今后同类型件的加工积累了经验。     

高速铣床主轴加工方法的改进

主轴是实现高速切削的关键部件,直接影响着高速铣床的加工精度。本文提出应用普通设备加工高速铣床主轴时,在装夹方式、定位基准、砂轮、磨削用量等方面进行了改进后,可加工出符合设计要求的主轴。     

15CrMnMoVA薄壁长管磨削加工

本文选用直十一型机零件总距扭轴，材料为航空常用的高强度钢15CrMnMoVA，此零件在飞机操作系统中通常作为受力零件，状态为淬火回火，硬度在HRC35以上。虽然此零件淬火硬度不高，但材料耐磨度增加了，而且具有相当强的韧性。针对高强度钢15CrMnMoVA薄壁长管的这些特性，在磨削加工该材料零件时，必须选用合适的砂轮及合理的磨削参数，同时在工艺上应采用必要的方法消除磨削热产生的零件变形，并抑制工件振动造成的表面质量降低。如何选用适当的装夹定位方式、砂轮及合理的磨削参数，是保证该材料零件尺寸精度要求，最终解决薄壁长管的磨削加工的关键。     

论大型薄壁件车加工变形质量控制

以某发动机上的某大型薄壁件为研究对象,在数控立车设备上,通过设计专用车加工夹具控制零件变形、选用专用机夹刀具,编制数控加工程序,选择合理的切削参数,控制零件加工中的变形,保证零件从研制到批产的过渡,稳定了工序加工质量,提高了加工效率,解决大型整体薄壁鼓筒类零件加工瓶颈问题,有效地促进大型钛合金薄壁件加工工艺技术水平的进步和提升。