一种防止薄壁柔性零件加工变形的加工工艺.pdfVIP

学兔兔 一 种防止薄壁柔性零件加工变形的加工工艺 口 张毅锋 口 税阿英 口 张朋铖 西安创联超声技术有限责任公司 西安 710065 摘 要：从材料状态的不确定性、零件尺寸及形位公差、工件安装时的夹紧力、切削加工的残余应力等方面影响薄壁 柔性零件的加工进行了分析，提出了从材料、加工工序的确定、刀具和切削参数的选取、装夹方法等方面来解决薄壁柔性 零件的加工，取得了很好的效果。 关键词：2A12一T4薄壁零件 精度 中图分类~：TH161 文献标识码：A 文章编号：1000—4998f2013)01—0052—04 1 问题提出 薄壁柔性零件外形如图 1所示 ．材料为棒 2A12一 T4，(b50 mm 该零件为典型的薄壁件 ．尺寸及形位精度 要求较高 ．在加工时由于工艺方法不 当或装夹变形等 因素 ，很难保证零件的加工精度 笔者通过多次试验 ． 摸索出一套针对该零件的加工工艺方法 ．通过制定合 理的加 工工艺流程 ．并配以简单的专用1二装和测量方 法 ．可以保证此类零件的加工质量且加工成本较低 ． 适用于该类零件的批量加工 2 零件加工难点分析 切削成型过程中 ．内外切削产生的残余应力将直接影 2．1 材料状态不确定性的影响 响到零件整体的平面度 ．这是该零件加T是否成功最 供货材料为棒 2A12一T4， 50．属 于 A1-CU--Mg— 为关键 的位置度要求 ，0．02 mm的垂直度相对平面度 Mn系合金 ，其主要化学成分 ：0．5％Si、0．5％Fe、3．8％～ 来说容易保证 4．9％ Cu、0．3％ -0．9％ Mn、1．2％ ～1．8％ Mg、0．03％ ～0．15％ 2．3 工件安装时夹紧力的影响 rri。2A12一T4合金在 A1一Cu—Mg—Mn系_一元状态网中 工件安装 的夹紧力过大 ．使工件产生塑性 变形 ， 处于 仅(A1)+O(CuAl2)+S(Al2CuMg)~H区的右侧 ，其主要 加工完毕松开后有恢复到原来的倾 向．从而影 响零件 强化相是 S(A1：CuMg)，其次是 0(CuA12)~，由于 S相的 的形位公差 时效强化效果 比 0相强．冈而 2A12比标准铝具有更 2．4 切 削加工残余应力的影响 高的强度和屈服极限以及 良好的耐热性。在粗加工过 2．4．1 刀具 程中 ．切削刃在相对较硬 的 S相上切削 ．同时由于形 切削过程 中刀刃前方的丁件材料受前刀面 的挤 状不准确 ．单边切削量之间存在着比较大的差异 ．工 压 ．使 即将成为加工表面层的金属在切削方向(沿已 件原有的应力平衡条件受到破坏 ．而 内部组织的平衡 加丁表面方向)产生压缩塑性 变形 ，在切 削后受 到与 状态又极不稳定 ．有恢复到无应力状态的强烈倾向 ． 之连成一体的里层未变形金属 的牵制 ．从而在表面产 残余应力重新分布直到完全松弛 ．使工件发生变形 ． 生残余拉应力 ．里层产生残余压应力。另外 ，刀具后刀 达不到预期的加工精度 面与已加 _丁表面产生很大的挤压与摩擦 ．使T件表面 2．2 零件 尺寸及 形4_C-~z,x-差的影 响 产生拉伸塑性变形 ．刀具离开后 。在里层材料的作用 如 图 1所 示 ．零 件径 向单 边最 小厚度 仅为 0-3 下 ．也会在工件表层及里层产生应力 ．应力的综 合作 mm；轴向呈 2。的锥度 。最小厚度仅为 0_38 mm．最大厚 用将使工件产生加工变形。 度为 0．82 mm：零件的内外沟槽呈对称布局 ．底面处在