以車(chē)代磨工藝在薄壁圓環(huán)零件加工中的應(yīng)用探索

以車(chē)代磨工藝在薄壁圓環(huán)零件加工中的應(yīng)用探索文章簡(jiǎn)單分析了以車(chē)代磨應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，闡述了以車(chē)代磨的刀具材料以及機(jī)床條件，針對(duì)以車(chē)代磨工藝在薄壁圓環(huán)零件加工中的應(yīng)用展開(kāi)了深入的研究分析，結(jié)合本次研究，發(fā)表了一些自己的建議看法，希望可以對(duì)以車(chē)代磨工藝在薄壁圓環(huán)零件加工中的應(yīng)用起到一定的參考和幫助，提高其實(shí)際應(yīng)用的有效性。標(biāo)簽：以車(chē)代磨工藝；薄壁圓環(huán)零件加工；應(yīng)用Abstract：Thispapersimplyanalyzestheadvantagesoftheapplicationofturninginsteadofgrinding，expoundsthecuttingtoolmaterialsandmachinetoolconditionsofturninginsteadofgrinding，andcarriesoutin-depthresearchandanalysisontheapplicationofthetechnologyofturninginsteadofgrindinginthemachiningofthin-walledringparts.Basedonthisstudy，somesuggestionsareputforward，hopingtoprovidesomereferenceandhelpfortheapplicationofthecarinsteadofgrindingtechnologyinthethin-walledringpartsprocessing，andtoimprovetheeffectivenessofitspracticalapplication.Keywords：turninginsteadofgrindingtechnology；thin-walledringpartsprocessing；application在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)加工中，薄壁圓環(huán)零件較為常見(jiàn)，這類(lèi)零部件的加工工藝編制存在有較大的難度，尤其部分零件對(duì)于形位公差以及表面質(zhì)量等方面有著非常嚴(yán)格的要求。以往針對(duì)這些零件選擇磨床磨削加工，常見(jiàn)的加工方式是使用數(shù)控車(chē)床三爪卡盤(pán)將零件固定，之后進(jìn)行校正，做好外圓和內(nèi)孔的精車(chē)，在精車(chē)內(nèi)孔和外圓時(shí)，工件會(huì)受到材料內(nèi)應(yīng)力因素影響容易有變形情況出現(xiàn)，最終導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸存在有一定的偏差，無(wú)法通過(guò)返修糾正，完成之后的形位公差很難滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，只能報(bào)廢處理。以車(chē)代磨加工工藝屬于一種新的零部件加工方式，利用數(shù)控車(chē)削加工中心，與數(shù)控機(jī)夾專(zhuān)用刀片結(jié)合在一起完成零部件的加工，在完成加工之后，不僅可以保證零部件加工的形位公差，其表面粗糙度也能得到有效保證。本文就以車(chē)代磨工藝在薄壁圓環(huán)零件加工中的應(yīng)用展開(kāi)研究分析。1以車(chē)代磨1.1以車(chē)代磨應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以車(chē)代磨工藝在實(shí)際應(yīng)用中，有著以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：首先，以車(chē)代磨加工工藝能夠很大程度上提高加工柔性，切削刃借助幾何參數(shù)方式確定，很大程度上降低了復(fù)雜工件的加工難度；其次，切削加工存在有非常嚴(yán)重的環(huán)保方面問(wèn)題，在磨削加工過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢液以及廢棄物，這些廢棄物處理難度非常大，一旦處理不好，將會(huì)帶來(lái)十分嚴(yán)重的環(huán)境污染，以車(chē)代磨工藝加工過(guò)程中不需要使用冷卻液，在環(huán)境保護(hù)方面意義重大；最后，以車(chē)代磨加工方式可以很大程度上縮短加工時(shí)間，不需要花費(fèi)過(guò)多的投資費(fèi)用，使單件加工成本得到有效控制，在實(shí)際應(yīng)用中有著非常好的經(jīng)濟(jì)性能。1.2以車(chē)代磨刀具材料隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，切削刀具領(lǐng)域發(fā)展迅猛，切削刀具在廣泛應(yīng)用中有著非常好的使用壽命。根據(jù)加工對(duì)象的不同，在進(jìn)行刀片的選擇時(shí)，包含有陶瓷刀具、TiC涂層刀具、立方氮化硼CBN刀具等。其中陶瓷刀具在淬硬鋼件方面有著非常好的加工性能，同時(shí)還能加工硬鑄鐵件。為了提高加工穩(wěn)定性，在進(jìn)行陶瓷刀具的制作時(shí)，一般會(huì)帶有負(fù)切削角度，切削過(guò)程中的切削力相對(duì)較高，在車(chē)床剛度方面的要求更高。陶瓷刀具更加適合有著較好剛性、有連續(xù)切削表面需求材料方面的加工。陶瓷刀具的成本相對(duì)較低，其切削速度一般為150m/min，被加工材料的表明粗糙度能夠控制在Ra0.4-0.7μm，每個(gè)刀刃平均可以使用10min，因?yàn)閮r(jià)格便宜，比較受歡迎。立方氮化硼CBN刀具能夠一定程度上替代陶瓷刀片，切削刃不僅鋒利，而且也不需要過(guò)大的切削力，所加工出的產(chǎn)品表面粗糙度以及精度都能得到保障，但是在價(jià)格方面，與陶瓷刀具相比，價(jià)格更加昂貴。立方氮化硼CBN刀具有著較長(zhǎng)的使用壽命，與陶瓷刀具相同切削速度情況下，每個(gè)刀刃壽命30-50min，同時(shí)還能打磨重復(fù)使用。TiC涂層刀具在硬度HRC55以下工件方面有著非常好的應(yīng)用效果，雖然在車(chē)削方面的壽命還沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的統(tǒng)計(jì)，但是在銑削加工方面，其壽命基本上能夠保持在6-8h。1.3以車(chē)代磨機(jī)床條件以車(chē)代磨工藝不僅要有好的刀具材料，同時(shí)還需要有合適的機(jī)床條件，保證整個(gè)工藝順利有效展開(kāi)。首先，機(jī)床要有良好的系統(tǒng)剛性，切削力會(huì)受到工件材料成分以及硬度變動(dòng)等因素的影響，在系統(tǒng)剛性不一致情況下，工件直徑尺寸與規(guī)定尺寸之間會(huì)存在有明顯的差異。另外，車(chē)床的熱學(xué)性能也十分重要，只有保證機(jī)床有足夠的熱穩(wěn)定性，工件的精度才能得到保證。最后，導(dǎo)軌系統(tǒng)必須要有足夠的精度，導(dǎo)軌在使用中嚴(yán)禁有爬行情況出現(xiàn)，要有足夠的直線(xiàn)性，不存在有害間隙。1.4以車(chē)代磨工藝方法以車(chē)代磨加工工藝屬于一種新的零部件加工方式，利用數(shù)控車(chē)削加工中心，與數(shù)控機(jī)夾專(zhuān)用刀片結(jié)合在一起完成零部件的加工，其工藝方法如下：1.4.1滾壓加工滾壓加工借助特制滾壓工具，為零部件表面施加一定的壓力，使金屬發(fā)生塑性變形，使工件表面粗糙度有明顯的下降，增強(qiáng)工件表面性能，這種加工方式在加工過(guò)程中不會(huì)有切屑出現(xiàn)。滾壓加工有著以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：第一，可以在一次行程中降低工件表面粗糙度2-4個(gè)級(jí)別，效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他加工方式；第二，滾壓加工可以將工件表面粗糙度控制在0.4μm；第三，滾壓加工之后，工件表面的抗疲勞強(qiáng)度以及耐磨性會(huì)有明顯的提高，滾壓加工還能很好的避免磨削發(fā)熱導(dǎo)致的表面燒傷等問(wèn)題；第四，滾壓加工的工具相對(duì)較為簡(jiǎn)單，制造容易，不需要復(fù)雜的操作。需要注意的是，滾壓之后的工件形狀、位置精度與前道工具之間存在有十分密切的聯(lián)系，滾筒擠壓面表面粗糙度需要控制在0.4μm以下，表面清潔無(wú)污垢。1.4.2砂帶磨削砂帶磨削借助特制砂帶磨削工具，安裝于車(chē)床刀架，針對(duì)零件表面進(jìn)行磨削，使工件表面粗糙度有顯著的下降，更好的滿(mǎn)足磨削加工需要。砂帶磨削有著以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：（1）存在有“冷態(tài)”磨削特點(diǎn)，在磨削過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的磨削熱，表面散熱性?xún)?yōu)良，能夠有效保護(hù)工件表面；（2）工件表面的硬化層深度以及殘余應(yīng)力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于砂輪磨削；（3）存在有一定的柔軟性，能夠滿(mǎn)足各種復(fù)雜曲面磨削加工需要，有非常好的拋光作用；（4）磨削比高；（5）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作安全性高，不需要過(guò)高的制造成本；（6）在完成工件的定位之后，能夠多次進(jìn)行砂帶更換完成全部加工。2以車(chē)代磨工藝在薄壁圓環(huán)零件加工中的應(yīng)用2.1薄壁圓環(huán)零件機(jī)械制造過(guò)程中經(jīng)常會(huì)碰到薄壁圓環(huán)零件，這類(lèi)零件壁厚不足1cm，對(duì)于尺寸精度以及表面質(zhì)量有著非常高的要求，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很多工件剛性差，裝夾難度大，容易使零件表面受到損傷，制造難度大，很難保證一次制造合格。即便使用數(shù)控車(chē)床等設(shè)備，也容易導(dǎo)致產(chǎn)品總成變形，最終降低零件精度。當(dāng)前國(guó)內(nèi)在進(jìn)行薄壁圓環(huán)零件的加工時(shí)，常見(jiàn)的加工方式是使用數(shù)控車(chē)床三爪卡盤(pán)將零件固定，之后進(jìn)行校正，做好外圓和內(nèi)孔的精車(chē)，在精車(chē)內(nèi)孔和外圓時(shí)，工件會(huì)受到材料內(nèi)應(yīng)力因素影響容易有變形情況出現(xiàn)，最終導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸存在有一定的偏差，無(wú)法通過(guò)返修糾正，只能報(bào)廢處理。另外，在完成內(nèi)孔以及外圓的加工之后，還需要進(jìn)行側(cè)孔以及斜槽等部位的加工，這時(shí)產(chǎn)品外形已經(jīng)完成加工，外圓不能受到過(guò)大外力，無(wú)法使用軟爪校正，非常容易有變形情況出現(xiàn)。因此，這種加工方法對(duì)加工者的專(zhuān)業(yè)性有非常高的要求，成品率低，產(chǎn)品質(zhì)量很難得到保證。2.2應(yīng)用實(shí)例以鎖緊盤(pán)為例，最薄壁厚僅為5mm，寬度170mm，直徑420mm，使用磨床加工存在有非常大的難度。因?yàn)橛袃蓚€(gè)錐度不同錐面，很大程度上增加了機(jī)床調(diào)整難度，錐面在內(nèi)孔的同軸度方面有著非常嚴(yán)格的要求。在經(jīng)過(guò)多次試加工之后，無(wú)法獲得理想的加工精度。應(yīng)用以車(chē)代磨工藝，在數(shù)控車(chē)削中心加工，借助液壓卡盤(pán)柔性?shī)A控制環(huán)面變形量，使錐面在內(nèi)孔方面的同軸度得到保證。借助數(shù)字程序控制使加工錐度精度得到保證，表面質(zhì)量選擇表面粗糙度以及機(jī)夾刀片來(lái)控制。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，能夠進(jìn)一步優(yōu)化薄壁圓環(huán)零件加工工藝，不僅保證了加工精度，還能很大程度上提高產(chǎn)品外觀(guān)質(zhì)量。當(dāng)前在鎖緊盤(pán)加工中已經(jīng)有了非常廣泛的應(yīng)用，取得了理想的加工效果。同時(shí)還能很大程度上提高刀具使用壽命，降低加工成本。3結(jié)束語(yǔ)薄壁圓環(huán)零件使用范圍十分廣泛，不僅應(yīng)用在通用機(jī)械方面，特種機(jī)械也需要使用到薄壁圓環(huán)零件，這類(lèi)零件在尺寸精度、形狀精度以及表面質(zhì)量方面有著非常高的要求，壁厚相對(duì)較薄，實(shí)際加工難度大，很難保證產(chǎn)品的一次合格率，最終導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)效率受到嚴(yán)重影響。以車(chē)代磨加工工藝屬于一種新的加工方式，應(yīng)用在薄壁圓環(huán)零件的加工中，能夠提高加工柔性，縮短加工周期，加工精度得到有效保證，更好的滿(mǎn)足薄壁圓環(huán)零件加工需要，借助以車(chē)代磨加工工藝進(jìn)行薄壁圓環(huán)零件的加工，能夠很大程度上促進(jìn)我國(guó)機(jī)械加工制造行業(yè)的發(fā)展。參考文獻(xiàn)：[1]李蘇榮，儲(chǔ)曉猛.以車(chē)代磨工藝在飛錘支架加工中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2016（11）：182-184.[2]車(chē)展展，張金輝，彭書(shū)廣，等.以車(chē)代磨加工履帶拖拉機(jī)軸類(lèi)零件實(shí)踐研究[J].農(nóng)業(yè)工程，2017，7（3）：138