超薄杯形件的加工操作法

ainet.cn 2022年06月21日

此項操作法用于某杯形超薄零件加工。具體涉及加工該零件的工藝路線、夾具設(shè)計、刀具選擇等技術(shù)。該加工方法適用于高精度薄壁杯形零件的加工，在同行業(yè)的機械加工中具有先進水平。
操作法內(nèi)容：某超薄杯形件為超薄1Cr18Ni9Ti不銹鋼零件，零件結(jié)構(gòu)如圖1所示。該零件結(jié)構(gòu)類似于漏斗，大端孔徑φ72圖片mm，小端直徑為φ14圖片mm，壁厚1mm，中間是16°錐度過渡連接，是典型的薄壁杯形零件。該杯形件壁厚薄，表面粗糙度值要求Ra=0.8μm。該材料機械加工性能差，有以下幾個原因：
（1）在溫度達到70℃時，仍不能降低其力學(xué)性能，所以切屑不易被切離，切削力大，刀具易磨損。
（2）塑性和韌性高，雖然抗拉強度和硬度都不高，但綜合性能很好，其伸長率達到40%，是20Cr、40Cr鋼的4~5倍。切屑不易被切離，切削變形所消耗的能量增多，大部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，使切削溫度升高。導(dǎo)熱率低，散熱差，大部分熱量被刀具吸收，致使刀具的溫度升高，加劇刀具磨損。
（3）在高溫度和強壓力下，刀具產(chǎn)生積屑瘤，使加工條件變差，影響了加工效率、加工成本、加工精度及表面質(zhì)量。

圖1 零件

特色點：零件內(nèi)孔直徑φ72mm，壁厚只有1mm，由于零件壁厚薄，加工該零件變形大?；谶@些因素，在內(nèi)孔和外形精加工時，采用與工件內(nèi)孔、外形形狀一致，間隙0.01~0.03mm的仿形夾具如圖1、圖2所示，利用工件上的4×φ4.2mm均布孔，用螺釘軸向壓緊工件，選用鋒利刀具，充分冷卻，合理的切削用量，保證工件加工達到圖樣的技術(shù)要求。
該工藝路線的特點為：改變傳統(tǒng)的夾緊方式，用軸向頂緊方式代替徑向夾緊方式，消除徑向夾緊力，減少因夾緊力、切削力、切削熱引起的工件變形。
（1）臥式車床：車平端面，車外圓φ94mm，長106mm。
（2）臥式車床：調(diào)頭，車總長105mm，鉆通孔φ12.5mm，根據(jù)錐度尺寸，鉆臺階孔，并用成形錐度鉆頭擴孔。
（3）數(shù)控粗車內(nèi)孔：內(nèi)徑留余量2mm，保證加工各件尺寸一致。
（4）數(shù)控粗車外形：外徑留余量2mm，保證加工各件尺寸一致，控制臺階尺寸5mm。
（5）鉗工：鉆，3×φ4.2mm均布。
（6）數(shù)控精車內(nèi)形（見圖2）: 保證各部尺寸。

圖2車內(nèi)形裝夾結(jié)構(gòu)示意