淺談高精度U型深槽類零件加工（二）

摘 要：高精度U型深槽零件因其加工工藝性差、加工應(yīng)力變形、裝夾困難等原因，一直困擾著機加工企業(yè)。本文結(jié)合實例從工藝結(jié)構(gòu)優(yōu)化、穩(wěn)定處理、 裝夾方法三各方面對高精度U型深槽零件的加工方案進(jìn)行了有益探索。

關(guān)鍵詞：高精度;U型深槽;加工工藝性;加工應(yīng)力變形;裝夾;加工方案

在異形類零件加工中，高精度U型深槽的加工以其加工工藝性差、加工應(yīng)力變形、裝夾困難等難點，一直是持續(xù)困擾機加企業(yè)的加工難題。本文結(jié)合生產(chǎn)實例從工藝優(yōu)化、應(yīng)力消除、裝夾方法三各方面對高精度U型深槽零件的加工方案進(jìn)行了有益探索。

在“淺談高精度U型深槽類零件加工（1）”中我們著重從加工工藝性優(yōu)化的進(jìn)行探索，下面我們將從影響高精度U型深槽類零件加工的另外兩方面，加工應(yīng)力變形和裝夾方法，進(jìn)行探索：

1 加工應(yīng)力變形消除

消除加工應(yīng)力變形可以從加工工藝路線、切削參數(shù)和增加消除應(yīng)力道序等幾個方面入手解決。還以零件1為例，進(jìn)行探索。

1.1 優(yōu)化加工工藝路線

該零件的傳統(tǒng)工藝從加工經(jīng)濟(jì)性考慮，把加工40mm開檔安排在立式機床和臥式機床上共同完成加工，造成以下問題：

（1）開檔兩側(cè)面不容易接平。

（2）開檔深71mm，R100位于開檔底部，60道序加工時，開檔除圓弧部位都已加工成型，不符合先粗后精的加工原則，底部稍微變形，直接對零件對稱度和垂直度產(chǎn)生影響。

（3）兩次裝夾加工，加工誤差和裝夾誤差都會對零件精度產(chǎn)生影響。

故該工藝要進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓に嚰?，工藝道?0、60合并，可以有效保證40mm開檔的加工精度。

1.2 優(yōu)化切削參數(shù)

零件1在30道序精加工40mm開檔時，單邊有2mm加工余量，采用的加工方式是高速分層的切削方式，切削參數(shù)及刀具軌跡如表1、圖1所示。這種切削方式產(chǎn)生的切削應(yīng)力和切削熱較小，適合一些加工余量小，精度要求高，易變形零件的加工，在數(shù)控加工中經(jīng)常用到。但在該零件40mm槽加工中，由于該零件材料為1Cr13，切削性能不佳。故切削參數(shù)可以改進(jìn)為如表2，增加精銑2，對已加工面進(jìn)行修光，表面粗糙度達(dá)到0.8，圖2為成品。

1.3 增加控制消減應(yīng)力工序

可以采取粗加工后增加穩(wěn)定處理道序，可以有效加工后的內(nèi)應(yīng)力。

還以零件1為例，由于10道序去除材料量比較大加工過程中的切削應(yīng)力較大，應(yīng)力殘留在零件內(nèi)部無法釋放，可以在 10道序粗加工后增加穩(wěn)定處理道序，該材料為1Cr13，溫度應(yīng)控制在600℃～650℃，以消減切削應(yīng)力。

2 裝夾方法改進(jìn)

加工路線、數(shù)控程序、切削參數(shù)確定后，裝夾方法就成為影響零件最終加工效果的決定因素。不同裝夾方法產(chǎn)生的后果差異巨大，甚至造成加工失敗。還以零件1為例，進(jìn)行探索。

如圖3所示，30道序是通過組合夾具進(jìn)行裝夾加工，裝夾基準(zhǔn)是45.5下面，壓緊位置為開檔兩側(cè)壁。導(dǎo)向叉的壓緊位置是兩側(cè)比較薄的側(cè)壁，在壓板壓緊時，壓板會給零件施加向下壓力，受力原理圖如5圖，如果支撐柱和零件的高度完全一致，壓板施加給零件的力是垂直向下。但是，在實際操作過程中，我們無法做到支撐柱和零件高度完全一致，由于側(cè)壁比較薄，就會出現(xiàn)圖4中所示的兩種情況，導(dǎo)致在自由狀態(tài)和壓緊狀態(tài)下尺寸會發(fā)生變化，加工后，直接對零件的垂直度和對稱度造成影響，且加工后40mm開檔單側(cè)壁厚尺寸不一致。

根據(jù)零件的特點，制定了新的裝夾方法，用虎鉗裝夾，如圖6所示。壓緊位置是零件的實體部位，在壓緊狀態(tài)下，兩側(cè)壁處于自由狀態(tài)，不會造成裝夾變形。這種裝夾方法與分層銑削方法相結(jié)合，可以很好解決高精度、易變性零件的加工難題。

3 結(jié)論

通過以上探索我們發(fā)現(xiàn)在加工高精度U型深槽類異形零件時，只有綜合考慮零件的加工工藝性、應(yīng)力變形以及裝夾方法才能夠順利攻克該類零件的加工難題。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳宏鈞，主編.實用機械加工工藝手冊[S].機械工業(yè)出版社，1997（06）.

[2]梁炳文，主編.機械加工工藝與竅門精選[M].機械工業(yè)出版社，2002（02）.

[3]于克萍，胡慶安編.結(jié)構(gòu)力學(xué)[M].西北工大出版社， 2012（01）.

作者簡介：李軍超（1980—），男，河南許昌人，工程師，主要負(fù)責(zé)箱體類、異形類零件加工攻關(guān)等技術(shù)工作。