加工技术论文铝合金薄壁深孔零件加工质量

发布时间：2022-10-05 10:04 热度：

　　本采用了一种以拉镗拉铰加工内孔、轴向定位夹紧方式加工外形的加工思路，替代了双边对钻、对镗内孔的加工方法，通过采取改进后的加工方法，不仅能够满足内孔加工精度，保证尺寸要求，而且缩短了加工时间，提高了加工效率，可将此种加工思路推广到类似零件的加工。《组合机床与自动化加工技术》本刊主要讨论新技术在生产工程领域内的实际应用，内容侧重大批量制造技术及成套技术装备的开发设计。本刊也多视角、全方位的报道制造系统、智能制造、网络化生产、计算机集成制造等大批量生产的工艺及装备技术领域，本刊报道的论文无论在深度、广度、及时性等方面都处于国内领先位置;《》的读者对象是从事机床及其它工艺装备开发、设计的工程师;从事新技术、新设备、新工艺开发及应用的科研院。获奖情况：中国科技核心期刊;中文核心期刊、机械部优秀科技期刊奖、辽宁省优秀科技期刊奖。

　　[摘要]通过分析某铝合金薄壁深孔零件在加工过程中存在的问题基础上，采用了拉镗拉铰加工内孔，再以轴向定位夹紧的方式加工外形的思路，该方法保证了零件加工精度，解决了该铝合金薄壁深孔零件的加工问题，完全满足生产实际需要，质量稳定可靠，可为类似零件加工提供参考。

　　[关键词]铝合金;薄壁;深孔加工;轴向定位夹紧;变形;加工质量

　　1引言

　　某铝合金薄壁深孔零件材料为7A04-T6，该材料经过了淬火后，进行人工时效，与一般铝合金相比，强度较高，切削加工性较好，属于超硬铝，总长为598±0.1mm，最小壁厚为1.9mm，如图1所示。该零件在加工过程中，质量不稳定，生产周期较长。根据以上情况，针对这种铝合金薄壁深孔零件的加工方法进行了研究，从深孔加工方法、零件定位、装夹等方面重新制定了加工方案，采用拉镗拉铰内孔和轴向定位夹紧加工铝合金薄壁深孔零件的思路，提高了加工效率，保证了加工质量。

　　2加工难点

　　该零件总长尺寸为598±0.1mm，内孔为Φ43+0.10径比为13.9:1的薄壁深孔零件，在加工过程中，容易产生变形，内孔尺寸Φ43+0.10mm及直线度Φ0.1mm的要求较高，不易保证。在试加工过程中，采用了在普通车床上，通过双边对钻孔、对镗孔的加工方法，由于刀杆悬伸过长，刚性不好，加工出来的孔为斜孔，两边对加工后，在孔的侧壁上存在接刀痕迹，接刀痕迹的大小与两次装夹误差、刀杆刚性、机床本身精度等因素有关，通过后续将接刀痕迹抛掉后，内孔尺寸存在超差的情况，加工质量不稳定。因此，如何保证内孔的加工质量成为该零件加工的难点。

　　3改进措施

　　3.1深孔加工问题

　　目前，常用深孔加工方法分为拉镗拉铰和推镗推铰。拉镗拉铰深孔加工方法使刀杆始终处于受拉状态，不易产生弯曲变形，加工质量较稳定，非常适合有直线度要求的深孔加工。推镗推铰深孔加工方法使刀杆始终处于受压状态，对深孔加工的精度及直线度有一定的影响，适合于盲深孔零件的加工。采用拉镗拉铰或推镗推铰的加工方法，在加工内孔之前，零件一端必须加工出精度要求较高的引导孔，另一端必须加工出与机床设备相配的30°倒角，这样才能保证装夹可靠，使刀具顺利进入零件引导孔，引导深孔切削加工。在该零件深孔加工过程中，采用了拉镗拉铰的加工方法，针对零件的结构特点，采用了硬质合金深孔钻头和硬质合金四齿深孔加工刀具进行粗加工，如图3和图4所示，再用硬质合金六齿深孔加工刀具进行精加工，如图5所示，加工完后，内孔尺寸精度及粗糙度完全满足要求。

　　3.2零件装夹变形问题

　　由于该零件为薄壁深孔类零件，在机械加工过程中，容易产生变形，在加工零件外形时，如果采用三爪卡盘定位装夹，零件将受到3个方向的径向夹紧力，如图6所示，导致：①零件内孔产生变形，改变了加工到位的内孔尺寸;②零件在加工外形的过程中，尺寸合格，从机床上卸下后，产生变形，尺寸超差，无法保证外形尺寸及形位公差的要求。通过深入分析零件装夹方式及受力方向，发现：零件受力方向为径向，零件径向稍有变形，内孔及外形尺寸将会发生变化，因此，为了保证尺寸稳定，必须采取轴向定位夹紧的方式，减小由于径向受力而带来的变形,如图7所示。3.3.2拉镗拉铰内孔①以内孔Φ38mm为基准，去余量、粗车外形，然后，车引导孔Φ41+0.050mm、Φ43+0.050mm，车倒角30°±30'，如图10所示。3.3.3以内孔为基准，加工零件外形平两端面至598±0.1mm,以内孔Φ43+0.10mm为基准，轴向压紧零件端面，粗、精车各外圆，然后，车倒角2-1×45°，如图12所示。