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發布時間:2020-08-15 06:44  
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細長軸多角位鍵槽加工夾具設計
細長軸多角位鍵槽加工夾具設計
在產品加工過程中,經常會遇到一些細長軸類零件,根據設計要求加工多個鍵槽,這些鍵槽尺寸、幾何公差要求較嚴,各鍵槽間、鍵槽與定位基準孔間有著較嚴的角位要求,用普通的劃線方法難以保證。同時細長軸類零件剛性差,裝夾后零件易變形,裝夾困難, 在分度頭上無法裝夾,由于分度頭也存在一定的定位及傳動間隙,對于一些精度較高的零件,難以保證加工要求。通常此類零件加工需要在一些專用數控機床上加工,在批量不大的情況下,專門購買設備加工會使加工成本提高,經濟效益降低。為此,通過設計應用專用夾具,可在普通銑床上實現此類零件的加工,降低制造成本,提高經濟效益。
零件技術難點分析
以某柴油機凸輪軸為例,該零件總長為2 452mm,直徑為125m5, 長徑比達到19.6,屬細長軸類零件。零件要求在外圓上加工6個鍵槽,鍵槽寬度尺寸為32p9,鍵槽間存在一定夾角,各鍵槽間角度偏差要求不大于±15′,并與裝配基準孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′,相對于凸輪軸外圓的對稱度不大于0.03mm。其結構簡圖如圖1所示。
圖1 某柴油機凸輪軸結構簡圖
由以上結構分析可知該零件鍵槽加工過程中存在以下技術難點:①鍵槽間的角度偏差±15′及與裝配基準孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′要求較高,利用一般的對線、分度頭等加工方法難以保證。②鍵槽相對于凸輪軸外圓的對稱度不大于0.03mm,由于零件屬細長軸,剛性裝夾過程存在裝夾變形,難以保證。
通過進行結構分析和加工工藝方案研究,結合加工設備的具體結構,設計了角位分度夾具、零件定位夾具和對刀塊等夾具,保證了零件的技術要求。
夾具設計
角位分度夾具。為了保證零件鍵槽間及與裝配基準孔φ 10H7的角度偏差,設計的角位分度夾具,結構如圖2所示。該工裝通過菱形定位銷,以零件的一端定位凸臺及裝配基準孔φ 10H7為基準定位,根據零件的角度,設計了銑鍵槽的六方分度盤,分度盤各六方面間角度為60°±2′,在加工零件鍵槽過程中,通過螺栓、墊圈和螺母將零件與六方分度盤緊固在一起,機床主軸始終保持水平不動,通過旋轉找正六方分度盤上的六個平面在水平方向跳度不大于0.03mm,保證零件的旋轉定位,從而保證各鍵槽間的角度公差要求。
圖2 角位分度夾具
1.六方分度盤 2.螺栓 3.墊圈 4.螺母 5.菱形定位銷
定位夾具(見圖3)。由于該零件為細長軸,剛性較差,零件由于自重易發生自然彎曲,影響鍵槽加工精度。為此設計了V形塊來解決該問題。在零件加工過程中根據零件長度選擇合理的V形塊的數量,加工時通過找正樣棒,先將V形塊中心找正在一條直線上,使各V形塊中心偏差不大于0.015mm,找正后壓緊V形塊。然后再將零件裝夾到V形塊上,通過壓板壓緊零件,實現零件的裝夾。
圖3 定位夾具
1.壓板 2.樣棒 3.V形塊
銑鍵槽對刀塊(見圖4)。在零件加工過程中,為了提高加工效率,降低加工難度,設計了銑鍵槽對刀塊,保證鍵槽的對稱度要求。加工過程中將兩個鉸接在一起的V形塊裝夾在零件外圓上,找平對刀面后,將鍵槽銑刀裝入主軸,通過塞尺校驗,保證鍵槽銑刀中心與對刀槽中心重合偏差不大于0.01mm,從而保證加工出的鍵槽對稱度偏差滿足設計要求。
圖4 銑鍵槽對刀塊
加工方法
在加工過程中,首先找正定位夾具的各V形塊中心,偏差不大于0.015mm。壓緊V形塊后,裝夾零件,檢查零件側母線,確保零件未發生彎曲變形。利用銑鍵槽對刀塊調整機床主軸使之與φ 125m5外圓軸線同心。然后將分度夾具裝夾在零件法蘭盤端,并用零件的φ 65h6及φ 10H7銷孔定位, 找平六方分度盤上的平面,要求100mm內跳動差不大于0.05mm,壓緊零件后銑鍵槽(見圖1,6個鍵槽自左至右依次排序①~⑥)①、②,松開零件,工件旋轉60°,找平六方分度盤,壓緊零件,對正機床主軸與零件主軸后,銑鍵槽④,隨后按以上步驟依次加工鍵槽③⑤⑥。按以上加工步驟加工完零件后,經過檢驗零件完全滿足設計要求。
結語
通過設計、應用專用的工裝夾具,可在普通鍵槽銑床上實現大型細長軸零件多角位鍵槽的精密加工,在保證零件加工精度的前提下,節約生產成本,提高加工效率。應用前景較好,可推廣。
銑削曲面時必須注意的8個問題
銑削曲面時必須注意的8個問題
1.刀具的選擇
數控機床在加工模具時所采用的刀具多數與通用刀具相同。經常也使用機夾不重磨可轉位硬質合金刀片的銑刀。由于模具中有許多是由曲面構成的型腔,所以經常需要采用球頭刀以及環形刀(即立銑刀刀尖呈圓弧倒角狀)。
2.裝配銑床夾具需要注意的事項
按照銑削時的進給方式通常將銑床夾具分為直線進給式、圓周進給式、及靠模銑夾具。那么給銑床裝配這些夾具時需要注意什么問題呢?
一、為了提高銑床夾具在機床上安裝的穩定性和動態下的抗振性能,各種裝置的結構應緊湊,夾具的要盡可能低,夾具體與機床工作臺的接觸面積要大。
第二、利用銑床銑削加工生產率高(切削時間短),設計夾具時要考慮如何快速地安裝工件以縮短輔助時間,一般在夾具卜.還設置有確定位置及方向的元件,以便于迅速地調整好夾具、機床的相對位置。
第三、裝配銑床夾具時還要考慮切屑流出及清理方便。銑削加工時產生大量切屑,應有足夠的排屑空間,大型夾具應考慮排屑口、出屑槽;對不易清除切屑的部位和空間應加防護罩。加工時采用切削液時,夾具體設計要考慮切削液的流向和回收。對于重型銑床夾具,為便于搬運,還應在夾具體上設置吊環等。
3.銑削曲面時應注意的問題
(1) 粗銑 粗銑時應根據被加工曲面給出的余量,用立銑刀按等高面一層一層地銑削,這種粗銑。粗銑后的曲面類似于山坡上的梯田。臺階的高度視粗銑精度而定。
(2) 半精銑 半精銑的目的是銑掉“梯田”的臺階,使被加工表面更接近于理論曲面,采用球頭銑刀一般為精加工工序留出0.5㎜左右的加工余量。半精加工的行距和步距可比精加工大。
(3) 精加工 終加工出理論曲面。用球頭銑刀精加工曲面時,一般用行切法。對于開敞性比較好的零件而言,行切的折返點應選在曲表的外面,即在編程時,應把曲面向外延伸一些。對開敞性不好的零件表面,由于折返時,切削速度的變化,很容易在已加工表面上及阻擋面上,留下由停頓和振動產生的刀痕。所以在加工和編程時,一是要在折返時降低進給速度,二是在編程時,被加工曲面折返點應稍離開阻擋面。對曲面與阻擋面相貫線應單作一個清根程序另外加工,這樣就會使被加工曲面與阻擋面光滑連接,而不致產生很大的刀痕。
(4) 球頭銑刀在銑削曲面時,其刀尖處的切削速度很低,如果用球刀垂直于被加工面銑削比較平緩的曲面時,球刀刀尖切出的表面質量比較差,所以應適當地提高主軸轉速,另外還應避免用刀尖切削。
(5) 避免垂直下刀。平底圓柱銑刀有兩種,一種是端面有尖孔,其端刃不過中心。另一種是端面無尖孔,端刃相連且過中心。在銑削曲面時,有尖孔的端銑刀對不能像鉆頭似的向下垂直進刀,除非預先鉆有工藝孔。否則會把銑刀頂斷。如果用無尖孔的端刀時可以垂直向下進刀,但由于刀刃角度太小,軸向力很大,所以也應盡量避免。好的辦法是向斜下方進刀,進到一定深度后再用側刃橫向切削。在銑削凹槽面時,可以預鉆出工藝孔以便下刀。用球頭銑刀垂直進刀的效果雖然比平底的端銑刀要好,但也因軸向力過大、影響切削效果的緣故,好不使用這種下刀方式。
(6) 銑削曲面零件中,如果發現零件材料熱處理不好、有裂紋、組織不均勻等現象時,應及時停止加工,以免浪費工時。
(7) 在銑削模具型腔比較復雜的曲面時,一般需要較長的周期,因此,在每次開機銑削前應對機床、夾具、刀具進行適當的檢查,以免在中途發生故障,影響加工精度,甚至造成廢品。
(8) 在模具型腔銑削時,應根據加工表面的粗糙度適當掌握修銼余量。對于銑削比較困難的部位,如果加工表面粗糙度較差,應適當多留些修銼余量;而對于平面、直角溝槽等容易加工的部位,應盡量降低加工表面粗糙度值,減少修銼工作量,避免因大面積修銼而影響型腔曲面的精度。
齒輪加工工藝進程常見問題
齒輪是現代機械傳動中的重要組成部分。從機械到民用機械,從重工業機械到輕工業機械,無不廣泛的選用齒輪傳動。隨著我國工農業生產和科學技能的飛躍開展,關于齒輪的需求明顯增加。因而,多快好省精的生產齒輪已經成為開展機械工業的一個重要環節。
1 齒輪加工工藝進程常見問題
1.1 齒數不正確。在齒輪的整個圓周上輪齒的總數稱為齒數。齒輪齒數的確定原則和要求先初定齒輪模數及傳動軸直徑,以便滿足結構要求。首要,滾刀選用不正確。因為齒輪齒形比較復雜,影響其加工精度的要素也非常復雜多變。除滾齒設備的本身精度、齒坯的設備調整、齒輪原料、熱處理等要素外,齒輪滾刀的合理挑選也是非常重要的。齒數差錯會引起每對齒輪嚙合進程中傳動比的瞬時變化。其次,工件毛坯尺度不正確。傳統毛坯尺度基準設計疏忽了工藝進程的差異,而統一將零件圖中各尺度基準作為毛坯尺度基準,導致毛坯在后續加工進程中余量差錯增大而浪費資料。第三,附加運動方向不對。在滾齒機加工斜齒輪時,附加運動方向的斷定比較困難,再加上銑削方式、工件螺旋方向及滾刀螺旋方向等要素的變化,更增加了判斷的難度。
1.2 齒形不對稱。首要,滾刀設備不對中。滾刀的設備好壞影響著滾刀徑向、軸向跳動,終究影響切齒精度。一般設備滾刀前宜先校對刀軸,操控兩頭徑向圓跳動小于0.005mm。臺階與螺母端面對軸線的垂直度應小于0.01mm,墊圈應淬硬磨平。滾刀裝到刀軸上需校對兩邊凸臺的徑向圓跳動,盡可能使其“同步”,即兩頭徑向圓跳動的蕞高點在同一方向。其次,滾刀刃磨后,螺旋角或導程差錯大。常用的加工外嚙合直齒和斜齒圓柱齒輪的刀具。加工時,滾刀相當于一個螺旋角很大的螺旋齒輪,其齒數即為滾刀的頭數,工件相當于另一個螺旋齒輪,互相依照一對螺旋齒輪作空間嚙合,以固定的速比旋轉,由順次切削的各相鄰位置的刀齒齒形包絡成齒輪的齒形。
1.3 齒形差錯。齒形差錯是指在齒形工作部門內,包容實踐齒形廓線的兩抱負齒形(漸開線)廓線間的法向距離。齒輪滾刀是加工外嚙合直齒和斜齒圓柱漸開線齒輪常用的一種刀具。這種滾刀側后刀面的軸向截形是直線,假如用它代替漸開線滾刀切齒時,則切出的齒輪齒形不是漸開線,因而在理論上造成了必定的齒形差錯,稱為齒輪滾刀的造形差錯。別的,在實踐加工進程中不可能取得徹底晶確的漸開線齒形,老是存在各種差錯,然后影響傳動的平穩性。齒輪的基圓是決議漸開線齒形的專一參數,假如在滾齒加工時基圓產生差錯,齒形勢必也會有差錯。
2 齒輪加工工藝進程常見問題解決對策
2.1 正確確定齒輪齒數。首要,合理選用滾刀。咱們要挑選模數、壓力角相同,螺旋角相近,變位系數差異在0.1mm內,這樣齒根差異才不會太大。假如相差很大,也可以經過微調滾刀的設備視點,以達到圖紙上要求的根徑。假如發現做出的齒輪齒頂變寬,根徑變小,情況不嚴重時,也可以適當加大刀架視點,這樣滾出的齒輪的齒頂就會變尖一點。根徑變小。其次,承認好工件毛坯尺度。加工前的齒輪毛坯加工,在整個齒輪加工進程中占有很重要的位置。無論從提高生產率,仍是從確保齒輪的加工質量,都必須重視齒輪毛坯的加工。因而,在齒輪的技能要求中,應注意齒頂圓的尺度精度要求,因為齒厚的檢測是以齒頂圓為測量基準的,齒頂圓精度太低,必然使所測量出的齒厚值無法正確反映齒側空隙的大小。第三,附加運動方向要經確。目前,金屬切削機床書本及有關資猜中,對滾切斜齒圓柱齒輪時工件附加運動方向的斷定是:滾刀豎直移動工件螺旋線導程的進程中,當滾刀與齒輪螺旋線方向相一起,工件應多轉一周,即工件附加運動方向與工件展成運動方向相同。反之,當滾刀與齒輪螺旋線方向相反時,工件應少轉一周。由此可見,附加運動是形成齒輪螺旋線的運動,附加運動方向與展成運動方向、銑削方式、工件螺旋方向有關。因而,附加運動必定要經確才能確保齒輪加工質量。
2.2 齒形要對稱。齒形加工是齒輪加工的要害,其計劃的挑選取決于多方面的要素,如設備條件、齒輪精度等級、外表粗糙度、硬度等。首要,確保滾刀的設備精度。滾刀設備在滾齒機的心軸上,需求用千分表檢驗滾刀兩頭凸臺的徑向圓跳動不大于0.005 mm。一起,要適時竄位。滾刀在滾切齒輪時,一般情況下只要中間幾個刀齒切削工件,因而這幾個刀齒簡單磨損。為使各刀齒磨損均勻,延長滾刀耐用度,可采取當滾刀切削必定數量的齒輪后,用手動或機動辦法沿滾刀軸線移動一個或幾個齒距,以提高滾刀壽命。其次,操控滾刀刃磨質量。積極選用滾刀刃磨床,它具有精度高、價格低、操作便利靈活等特色。選用直線導軌、精細分度盤,確保了滾刀刃磨的精度。獨立的砂輪修整設備和滾刀的螺旋進刀、對刀設備,大大提高了操作靈活性和刃磨滾刀的工作效率。第三,查看交流齒輪的設備及運轉情況。交流齒輪是用以改變機床切削速度或進給量(見切削用量)的可更換齒輪組,并在使用中可以交流位置使用的齒輪。經過使用交流齒輪可以將本來的升(降)速傳動變成降(升)速傳動,而傳動比互為倒數。因而,為了確保車床的正常運轉,必須及時查看交流齒輪的設備及運轉情況。
2.3 防止齒形差錯。首要,合理選用工件裝夾。數控加工時夾具首要有兩大要求:一是夾具應具有足夠的精度和剛度;二是夾具應有牢靠的定位基準。選用夾具時一是要一般考慮可調整夾具,組合夾具及其它適用夾具,防止選用專用夾具,以縮短生產準備時刻。當在成批生產時,才考慮選用專用夾具,并力求結構簡單。裝卸工件要敏捷便利,以減少機床的停機時刻。其次,充分考慮使用新工藝、新技能和新資料隨著毛坯制作專業化生產的開展,目前毛坯制作方面的新工藝、新技能和新資料的使用越來越多,如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料的使用日益廣泛,這些辦法可大大減少機械加工量,節省資料,有非常明顯的經濟效益。第三,做好定位基準的挑選。關于齒輪定位基準的挑選常因齒輪的結構形狀不同,而有所差異。帶軸齒輪首要選用鼎尖定位,孔徑大時則選用錐堵。鼎尖定位的精度高,且能做到基準統一。
3 結束語
總歸,齒輪的加工進程是由若干工序組成的。為了取得符合精度要求的齒輪,整個加工進程都是圍繞著齒形加工工序服務的。如今,齒輪加工正朝著、及綠色制作方向開展,齒輪加工也正朝著全數控、功用復合、智能化、自動化及信息化方向開展。廣闊技能工作者要抓住這一開展趨勢,更好地為我國的齒輪加工職業供給、復合、智能的技能服務。
為了提高ISO S資料的銑削性能,咱們將推出一系列具有獨特槽型和原料的立銑刀。CoroMill?Plura
HFS (高進給側銑) ISO S刀具可保證鈦合金和鎳基合金工件的加工牢靠且富有成效,在航空發動機和結構件應用中均有不俗的體現。
為了應對未來幾年航天航空業務的預期增加,CoroMillPlura HFS 產品包含兩個針對鈦合金優化的立銑刀系列,以及一個針對鎳基合金優化的立銑刀系列。排屑和發熱是鈦合金加工的特定應戰,咱們開發了一款硬質合金立銑刀以應對普通排屑工況,以及一款選用內冷卻液和全新內冷增強器
(專利申請中) 的立銑刀以保證蕞佳切屑和溫度操控。
加工鈦合金的立銑刀
選用GC1745原料,具有鞏固的細晶粒 (亞微米) 燒結硬質合金基體,其尖利且可控的切削刃可應對非常嚴苛的銑削工況。此外,全新含硅涂層具有出色的耐磨性和低熱傳導性。刀具為6齒產品,端刃不過中心,具有不等齒距設計。此外,芯部尺寸經過優化,在鈦合金加工中具有更高的剛性,而刀尖圓弧半徑、前角和后角均專門針對這些嚴苛資料的加工而設計。
加工鎳基合金的立銑刀
選用GC1710原料,也具有尖利且可控的切削刃。堅硬耐磨的細粒度基體,經優化可用于在加工具有硬質點、高粘性、作業硬化資料
(比方時效處理的Inconel 718) 時接受高作業負荷。此處,選用立異HIPIMS (高功率脈沖磁控濺射) 技能制造的新涂層也具有下降表面粘脫附特性,可以防止構成BUE (積屑瘤) 并延伸刀具壽命。
山特維克可樂滿硬質合金立銑刀全球產品經理Tiziana Pro說:“新刀具的設計可保證大軸向切深
(ap)
和小徑向切深 (ae) 以及可控蕞大切屑厚度的高進給側銑,可以有效操控切削力并完成流暢切削。生產效率的提高帶來了更高產量,而刀具壽命的延伸和牢靠性的增強又下降了高價值零件的報廢率。客戶還進一步下降刀具單個零件本錢并提高了安全水平。”
誰將受益?
方針航天航空零件包含鈦合金機翼和掛架零件,以及由Inconel 718制造的發動機機匣。石油和天冉氣、衣療和曬車運動等領域
(其間鈦和鎳合金變得越來越遍及) 的應用也將從中受益。