當cnc加工中心鈦合金與薄壁件相接觸時,在公認的難加工材料上加工2毫米薄壁件似乎更為困難,但經(jīng)過具體分析,有相應的解決方案:
part
ti合金薄壁型腔part analysis
1.1 part Size analysis
cnc加工中心包封蓋板part的最小矩形外形尺寸為567mmx426mmx56.5mm。整體外觀為大弧面薄壁型腔結構,弧面型腔壁厚為2mm,兩端連接肩厚為6mm。為保證蓋板與箱體安裝后的密封性,要求蓋板零件安裝面平整度為0.1mm。
1.cnc加工中心2加工工藝分析
。其整體結構簡單,蓋板和箱體的安裝面對平面度和表面質量要求較高,其他零件的尺寸精度和表面質量要求不高,所以所有的加工工序都可以在數(shù)控加工中心完成。
此處選用570mmx430mmx60mm厚板,鈦合金薄壁型腔蓋板零件加工要求三個加工步驟:①凸腔粗銑精銑,即安裝孔加工;②凹腔粗銑精銑;③安裝面精加工。
零件02
cnc加工中心加工工藝及工裝方案設計
2.1凸腔粗銑、精銑及安裝孔加工
加工蓋板零件外形尺寸567mm±0.1mmx426m±0.1mmx57mm,保證所有加工表面粗糙度Ra3.2um,厚度方向留0.5mm加工余量,大平面上加工4個M16深40螺紋孔作為凸腔加工工藝的固定孔。四個螺紋孔以大平面對稱中心點為基準,定位尺寸與固定在工作臺上的鋁鎂合金6061工裝的固定孔相對應,使蓋板零件采用“一面兩銷”的定位方式,并采用螺釘夾緊的方法實現(xiàn)定位夾緊。
→9.9學習宏程序<
cnc加工中心粗加工
其次,加工蓋板零件的凸腔及兩側的安裝步驟。凸腔粗加工和兩側安裝臺階面粗加工選用四臺鈷含量高的刃口銑刀,并選用平行銑削面粗加工方法,如圖2所示。高速工具鋼刀具在切削過程中,必須保持足夠的切削液,以延長刀具的使用壽命。
然后,選擇多晶立方氮化硼球頭銑刀進行凸腔精加工,選擇流線型表面精加工方法,如圖3所示,整體誤差控制在0.012mm以內。最后加工安裝面上的16個安裝孔(均為螺紋連接孔),選用0.5mm等硬質合金鉆頭直接鉆孔,滿足加工要求。此工序完成后,應清除毛刺,銳邊應鈍,凸腔表面應打磨光滑,無明顯刀痕,以免影響下道工序的定位和夾緊。
cnc加工中心凸腔加工模擬
2.2凹腔粗精銑加工
為凹腔粗精銑加工。將上道工序固定在工作臺上的工裝凹面加工成與蓋板零件凸腔相配合,工裝兩側與蓋板零件兩端的安裝步驟相配合,實現(xiàn)精確定位。清理工裝凹面與平面的咬邊、平面與平面的交點,避免毛刺或銳邊對定位精度的影響。然后用工具兩側的10個M10螺紋孔完成蓋板零件和工具的夾緊和固定。
針對蓋板零件凹腔的粗加工,選擇了挖溝的方法。刀具、切削液和切削參數(shù)與凸腔基本相同。最后一道工序的4個M16夾緊孔在銑削過程中容易對刀具造成振動損傷,切削時應注意。刀具與銑削參數(shù)和凸腔精加工相同。
在加工過程中應注意:(1)蓋板零件凹腔的粗加工與精加工之間必須進行自然失效處理,以完全釋放加工產(chǎn)生的內應力,防止加工變形;(2)精加工夾緊過程中蓋板零件與工裝配合面前后應多次更換,工裝各配合面上的黑色磨痕應反復修復,以保證定位后蓋板零件與工裝配合面之間無明顯間隙;
③清除在工裝的清角和配合面上的切屑,避免損壞蓋板部分,影響表面質量;④兩側鎖緊螺釘時,應交替對稱擰緊,盡量避免夾緊力引起的變形。
2.3cnc加工中心安裝面精整后
經(jīng)檢驗加工后的安裝面,平面度和表面粗糙度超差的主要原因是刀痕或加工變形等因素,需要重新精整安裝面。
定位基準面和夾緊固定面應選擇蓋板零件兩側平行安裝臺階面。先選擇精銑加工方法,再選擇精磨加工方法,最后選擇磨削加工方法,并在加工過程中進行連續(xù)檢測。凸腔加工工序留有0.5mm以內的加工余量,以滿足精度要求。加工后經(jīng)檢驗合格的蓋板零件。
TC4鈦合金是一種難加工材料,蓋板部分屬于薄壁型腔結構。在實際的數(shù)控加工中,采用了相同的工裝,這與設計中蓋板零件的整體工藝是一致的。在工藝上,不僅解決了夾緊定位問題,而且巧妙地克服了2毫米薄壁加工的振動,避免了夾緊力過大和變形。在加工實踐中,合理使用工裝可以降低成本,方便操作,節(jié)省時間和效率。