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细长件导轨加工工艺研究

1导轨主要尺寸及加工要求

导轨为焊接件,按图纸要求需要加工双面导轨及正反台阶孔,其主要尺寸及加工要求如图1所示。两侧面台阶孔80+0.0460,同轴度要求0.025;上、下两导轨面80+0.050,对称度要求0.05,平行度要求0.05。通过对工件加工精度的分析,可以看出能否保证孔的同轴度及导轨面的对称度、平行度是保证加工质量的关键[1-2]。

2工艺方案

经过对多种加工方案的分析比较,确定了一个可充分发挥6m落地镗铣床特点的加工方案。其优点是利用反镗法加工孔来保证同轴精度,利用角铣头和基准面转换加工平面来保证对称度和平行度,用机床的数显来保证工件的尺寸精度。

3工艺实施

(1)粗铣底部安装面及下导轨顶面(A1面、B1面)。以矩形管的侧面为加工基准,放于工作台的垫铁上校正工件,如图2所示。加工时注意兼顾各形位尺寸及余量,利用顶针点出尺寸后进行加工。在实际加工中发现,此工件刚性不好,如果切削量大,零件会产生很大的切削热量,从而使工件不可避免地发生热变形,甚至因刀具的挤压造成工件产生挤压变形,因此铣削时采用小切削量快速的切削方法来加工平面是一个较好的选择。此外,由于工件较长容易变形,为了减少加工中刀具对工件形成的下压力,最终刀具选用了主偏角90°,直径100mm的刀盘,刀片选用了YT15硬质合金材料。在切削三要素方面,由于工件材料为低碳钢,硬度不高,根据刀盘能够装夹5片刀片,可将铣削速度定为160r/min、切削深度0.5mm、快速走刀600mm/min来加工。加工结果较为理想,工件升温小,变形量少。两面粗铣后最终需留1mm的精加工余量。(2)粗铣下导轨两侧面(B2面、B3面)。这里使用20立铣刀进行加工,两面各留0.5mm余量。同时考虑到上、下两导轨面80+0.050,对称度0.05、平行度0.05的要求,为了保证之后机床与工件工装不干涉,以及有效地校正、测量工件,需要对E1面进行加工,部分光出即可。这样可在后续的加工中更好地对工件进行校正及尺寸测量。加工完成后需对B2面与E1面之间的尺寸进行记录备用。(3)粗铣工件左右端面。如果采用镗床镗杆直接加工必须多次装夹,这样将因多次装夹而产生尺寸误差,而且浪费人力物力。而采用角铣头则可有效地解决这一问题,给机床装上角铣头并校正角铣头刻度,可在一次装夹中对两侧面进行加工,这样还可保证两侧面的平行,从而在后续的精加工中可更好地保证其尺寸公差要求。粗加工时两侧面各留0.5mm余量,运用机床的数显来测量尺寸,加工5080+0.10尺寸至5081。(4)建立基准以装夹工件。由于工装装夹面同机床导轨的平行度并不能保证接近图纸要求的0.05mm,此处需要对工装垫铁进行铣加工,以便作为装夹基准面使用。校正角铣头刻度并加工垫铁,从而使之基本平行于机床导轨,将工件放置于垫铁上进行装夹。(5)粗铣顶部安装面及上导轨顶面(A2面、C1面)。将工件以A1面为基准放于加工过的垫铁上,用百分表校正E1面,保证工件与机床导轨平行,加工方法同下导轨,留1mm余量,即加工尺寸390+0.05-0.05至392。(6)粗铣上导轨两侧面(C2面、C3面)。粗铣这两面,各留0.5mm余量,用百分表测量C2面与E1面之间的尺寸,并同B2面与E1面之间尺寸一致,误差不超过0.05mm。(7)精加工工件。装100铣刀盘精铣工件,半精加工A面及B1面至尺寸39mm。装20立铣刀,滚铣导轨两侧面B2、B3至尺寸80+0.050,这时应注意冷却工件以防止变形,确定工件冷却后再进行精加工至尺寸390.5。半精加工上导轨面C1留0.5mm余量,工件翻身将两侧导轨面B2、B3加工至尺寸80+0.050,精加工上导轨面至尺寸390+0.05-0.05。(8)镗孔加工。卸下角铣头,用钻头打孔,因工件细长,钻头会把工件顶变形,因此需再添加一块工装压板。镗孔加工如图3所示。粗镗80mm孔留1mm余量。用镗杆对刀来保证1027+0.02-0.02尺寸,注意余量0.5mm,实际为1027.5mm,先镗出74mm通孔至尺寸,镗F1台阶孔,反镗F2台阶孔。由于机床镗杆同方枕不同心,走刀时应与装角铣头时一致用方枕走刀,避免加工出斜孔而导致与右侧面1027+0.02-0.02两个台阶的尺寸不一致。

4小结

通过采用以上装夹及加工方法,保证了图纸所示的各项要求,此方法已在实际加工中得到应用,效果很好。

参考文献:

[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京:机械工业出版社,2002.

[2]吕海燕,吕荣华,王春婷.切割机直线导轨安装座的加工工艺研究[J].电子工业专用设备,2011(6):16-19.

作者:仇海滨 徐 强 单位:苏州苏福马机械有限公司

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