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加工鈦合金 薄壁 細(xì)長軸的方法改良
發(fā)布者:細(xì)長軸  點(diǎn)擊:2271

一、零件結(jié)構(gòu)和加工難點(diǎn)分析

附圖所示為我單位加工的某一零件,材料為TC4,總長(100.6±0.03)mm,通孔φ4+0.018 0mm,直徑與長度之比大于20。該零件壁厚0.5mm,屬于典型的細(xì)長軸薄壁類零件。由于零件細(xì)長、壁薄,且精度要求較高,很大程度上增加了制造難度。

其加工難點(diǎn)在于:

1、鈦合金材料硬度高,在切削時(shí)容易產(chǎn)生切削熱,切削區(qū)溫度高,摩擦系數(shù)大,導(dǎo)熱性差,易導(dǎo)致刀具材料過燒和發(fā)生氧化而加速刀具磨損。

2、該零件細(xì)長、壁薄且精度要求較高,電動(dòng)平車加工過程中易振動(dòng)、易彎曲和易變形,零件尺寸和表面質(zhì)量難以保證,產(chǎn)品廢品率高。

二、問題分析及改進(jìn)方法

該零件加工通常采用的方法為鉆、鏜孔,兩頂車外圓。但由于孔較長,在鉆、鏜時(shí)容易出現(xiàn)劃傷孔壁形成螺旋線波紋的現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)形成溝槽。同時(shí)鉆孔屬深孔鉆削,產(chǎn)生的切屑難以排出,切屑堵塞在鉆頭槽內(nèi)及孔中,易劃傷已加工表面,若不及時(shí)排屑,甚至?xí)鸬毒叩膿p壞。

另外,深孔鉆削加工摩擦大,切削熱不易散出,工作條件極差,易產(chǎn)生積屑瘤。車外圓時(shí),易產(chǎn)生彎曲和振動(dòng),經(jīng)常出現(xiàn)翹曲、錐度過大、凸肚、竹節(jié)、棱型及不圓等疵病,零件的精度無法保證。

針對以上問題,提出以下改進(jìn)方法:

1、通過熱處理消除材料本身存在的脆性,使組織和性能均勻,具有適當(dāng)?shù)捻g性和塑性。

2、采用線切割切內(nèi)孔,避免深孔的進(jìn)出口出現(xiàn)波紋、喇叭口,同時(shí)減小裝夾引起的變形。

3、改車為銑,在銑床上進(jìn)行鉸孔。

4、鉸孔時(shí)要勤退刀并及時(shí)冷卻,確保產(chǎn)生的切削熱及時(shí)散出,并使產(chǎn)生的切屑及時(shí)排出。其中,加工刀具采用YG8硬質(zhì)合金刀具和專用加長粗、精螺旋鉸刀,并及時(shí)冷卻,通過粗鉸孔和精鉸孔,多次鉸孔減少變形。

5、利用適配心軸,頂車外圓,避免直接夾頂引起的變形。

三、工藝要求

對于這種鈦合金薄壁細(xì)長軸的加工,應(yīng)注意下列工藝要求:

1、線切割精切的內(nèi)孔應(yīng)與外圓保證同心度≤0.05mm。

2、鉸孔裝夾時(shí)夾緊力適中,不得夾傷外圓。

3、心軸與內(nèi)孔應(yīng)適配且間隙≤0.005mm,心軸的中心孔與外圓同心。

4、采用先粗后精、先近后遠(yuǎn)及內(nèi)外交叉的原則進(jìn)行。

工藝路線如下:見光外圓φ16 0 -0.2mm→熱處理→磨外圓(校直和加工出粗基準(zhǔn))→找正外圓加工穿絲孔→兩頂車外圓單邊留量0.5mm→以外圓定位,切內(nèi)孔為φ3.95mm→粗、精鉸內(nèi)孔→穿心軸,兩頂車外圓,平兩端面→按圖總檢。


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