大型薄壁件車加工變形質(zhì)量控制范文

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摘要：本文主要對(duì)大型薄壁件車加工出現(xiàn)變形的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)述，并提出針對(duì)論大型薄壁件車加工變形的相關(guān)質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：大型薄壁件車；加工變形；質(zhì)量控制

前言：

在零件毛坯的制造、鍛壓、焊接過(guò)程中，可能會(huì)因?yàn)槭軣岢潭取⒗鋮s效果不同產(chǎn)生一定的問(wèn)題，在零件的內(nèi)部存在一定的內(nèi)應(yīng)力殘余。會(huì)導(dǎo)致加工發(fā)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象，從而使工件的尺寸在精度上不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)使工件在制造、鍛壓過(guò)程中出現(xiàn)由于內(nèi)應(yīng)力殘余導(dǎo)致的變形。因此加工變形是大型薄壁剛性構(gòu)件在車削加工過(guò)程中的主要問(wèn)題。

一、大型薄壁件車加工變形問(wèn)題

大型薄壁零件，在加工中主要存在兩種問(wèn)題，首先是因?yàn)槭芰慵脑行螤钜约板懺斓墓に嚪椒ㄟx擇受限，使剩余毛料量較多。其次是來(lái)自零件材料的影響，大型薄壁零件基本采用鈦合金、高溫合金等特殊材料來(lái)進(jìn)行加工，這些材料在加工過(guò)程中有著一定的加工難度，材料的切削性能較差，這對(duì)零件的質(zhì)量控制會(huì)帶來(lái)很大的影響。

二、合金的加工特點(diǎn)及注意事項(xiàng)

（一）加工特點(diǎn)

對(duì)鈦合金來(lái)說(shuō)，因?yàn)槠涮厥庑阅埽瑢?duì)其加工時(shí)更為困難。首先鈦合金與其他高溫合金相似，容易產(chǎn)生加工硬化，并且其導(dǎo)熱能力較低，在加工時(shí)的熱量會(huì)集中作用于切削刃上。并且其彈性較小，在重切力削時(shí)，會(huì)導(dǎo)致工件產(chǎn)生偏移和震動(dòng)的現(xiàn)象。最主要的是鈦合金比其它的高溫合金的化學(xué)性能更加活潑，這使在大型薄壁零件加工時(shí)，工件與刀具之間非常容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而使工件產(chǎn)生變形[1]。

（二）注意事項(xiàng)

首先，不能使用低熔點(diǎn)的金屬或者合金進(jìn)行制作臨時(shí)緊固工件。并在加工后的鈦合金零件表面，不能殘留低熔點(diǎn)的合金。其次，在與鈦合金接觸的工具中必須保持其清潔，防止因?yàn)橛椭任廴驹斐杀砻媸艿禁}應(yīng)力腐蝕，造成鈦合金的零件斷裂。

三、大型薄壁件車加工變形的質(zhì)量控制方法

（一）加工路線合理化

對(duì)毛料的剩余量較多的零件，車床加工的路線應(yīng)該通過(guò)粗加工、半精加工和精加工，在加工的同時(shí)要對(duì)工序中的毛料余量進(jìn)行合理的分配。在粗加工時(shí)要通過(guò)應(yīng)力熱處理，來(lái)消除毛料產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力殘留。在半精加工過(guò)程中要利用振動(dòng)時(shí)效來(lái)使加工中的應(yīng)力消除，以此來(lái)減少零件在加工時(shí)的變形。在精加工時(shí)需要對(duì)車床的基本工序進(jìn)行符合規(guī)定的合理安排，確保加工基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而對(duì)加工質(zhì)量進(jìn)行有效的提高。

（二）減少零件變形切削路徑

大型薄壁零件在加工過(guò)程中變形較大時(shí)，應(yīng)對(duì)其加工路徑進(jìn)行規(guī)劃。在車加工過(guò)程中，應(yīng)采用對(duì)稱加工的方法，使每道工序中的毛料余量較為均勻。這可以使零件的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行均勻的釋放。同時(shí)，在進(jìn)行粗加工時(shí)，要使零件單邊留出0.5mm的余量，然后松開壓板，進(jìn)行對(duì)其內(nèi)應(yīng)力的釋放[2]。并重新裝夾，進(jìn)行精加工。在加工中，由于零件的壁厚較小，剛性較差，因此需要利用內(nèi)外對(duì)稱，分層交替的形式進(jìn)行零件加工。

（三）通過(guò)輔助工具進(jìn)行零件剛性的增強(qiáng)

因?yàn)楸”诹慵男螤畋容^多樣，其自身的剛性較差，在車床裝夾時(shí)的受力點(diǎn)不一致，這就導(dǎo)致變形量會(huì)出現(xiàn)不同。通過(guò)輔助工具進(jìn)行對(duì)零件與夾具之間得的受力接觸面增大，可以有效的減少零件共振現(xiàn)象，使零件在加工中的變形可以得到明顯的降低。組合夾具在對(duì)其系統(tǒng)剛性上也能起到增強(qiáng)的作用，在對(duì)單件加工時(shí)，其成本更低。

（四）加工參數(shù)的選擇和優(yōu)化

加工參數(shù)的選擇和優(yōu)化的主要過(guò)程為在粗加工時(shí)車床的切深增大，進(jìn)給增大，轉(zhuǎn)速降低的切削方式進(jìn)行對(duì)材料去除效果的提升，并在半精加工時(shí)對(duì)余量進(jìn)行均勻的加工，以便更好的進(jìn)行精加工。在精車加工過(guò)程中，要使用切深變小，進(jìn)給減小，提高轉(zhuǎn)速的切削方式，以對(duì)零件在加工時(shí)的加工質(zhì)量進(jìn)行保障。在高溫合金的切削過(guò)程中，使用的切削速度要適當(dāng)降低，并對(duì)切削深度和進(jìn)給量增大，使切刀具的刀尖和刀刃在硬化層之下，并保證其進(jìn)給量合理。在對(duì)不同的材料進(jìn)行加工時(shí)要選擇符合實(shí)際情況的深度，并保證切削能在硬化層之下進(jìn)行，這對(duì)刀具的打磨次數(shù)有著一定程度的減少[3]。

（五）切削液的使用要求

在大型薄壁零件加工過(guò)程中，合理的使用切削液可以使零件的加工部位切削液得到滿足，降低加工時(shí)的零件溫度以及變形的問(wèn)題。對(duì)刀具的耐用度以及零件的質(zhì)量都有著一定的提升作用。其在冷卻上，可以吸收切削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，在潤(rùn)滑上，可以減輕摩擦，降低積屑瘤的產(chǎn)生幾率。在加工中對(duì)冷卻液進(jìn)行灌注，可以對(duì)車削加工的切削抗力減少三成左右，并且對(duì)熱應(yīng)力大幅度降低，使零件的內(nèi)外型面加工變形程度得到有效的降低。

（六）針對(duì)材料不同的刀具選擇大型薄壁零件

絕大多數(shù)都使用的是高溫合金材料。首先，在針對(duì)這種材料進(jìn)行加工時(shí)要求刀具鋒利，應(yīng)選取前角小，后角大的刀具。并應(yīng)選用耐磨性以及穩(wěn)定性高的刀具，其材質(zhì)應(yīng)為硬質(zhì)合金、陶瓷刀具等。陶瓷刀具在剩余毛料量較大的粗加工中較為合適。在精加工中應(yīng)使用硬質(zhì)合金刀具。其次是在針對(duì)鈦合金材料的加工時(shí)，應(yīng)采用與鈦合金親和程度低，熱導(dǎo)性能好的高強(qiáng)度硬質(zhì)合金，為對(duì)散熱能力和削刃強(qiáng)度的進(jìn)一步提升，應(yīng)使用前角為5度至10度，后角為6度至15度之間的刀具。并且刀尖應(yīng)采用圓弧過(guò)渡刃，并避免刀刃上有尖角出現(xiàn)。避免蹦刀現(xiàn)象發(fā)生。

（七）對(duì)大型零部件的檢測(cè)方式

零件加工的長(zhǎng)度尺寸、溝槽尺寸用游標(biāo)卡尺測(cè)量。徑向圓跳動(dòng)檢驗(yàn)是用兩中心孔定位檢驗(yàn)．這時(shí)加工基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)重合，減少了誤差，是正確測(cè)量方法。測(cè)量方法與測(cè)量同軸度相同。數(shù)控車床外圓精度的測(cè)量用千分尺，千分尺的零位要校正，測(cè)量外圓時(shí)要測(cè)量多個(gè)點(diǎn)。

（八）用先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量的控制

可以利用金相顯微鏡，從硬度分為布氏、洛氏、維氏硬度，分別用各自硬度計(jì)，成分可以用光譜或手工分析，沖擊用沖擊機(jī)，拉伸彎曲扭轉(zhuǎn)可用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，材料的低倍用鹽酸加水煮，高倍用淬火爐淬火，探傷可以用超聲波探傷、磁粉探傷、射線探傷、滲透探傷等。結(jié)論：綜上所述，大型薄壁件車加工變形質(zhì)量控制，要保證其加工路線合理化、減少零件變形切削路徑、通過(guò)輔助工具進(jìn)行零件剛性的增強(qiáng)、對(duì)加工參數(shù)的選擇和優(yōu)化、并針對(duì)材料不同的刀具選擇也應(yīng)不同，才能避免或者減少大型薄壁件在加工時(shí)的變形。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬英,趙昌輝,趙鳳來(lái).大型薄壁件車加工變形控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,(30):116.

[2]謝紅軍.大型薄壁類零件工藝分析[J].現(xiàn)代冶金,2016,44(05):50-52.

[3]趙瑞斌.大型復(fù)雜鈦合金薄壁件精鑄成形技術(shù)研究進(jìn)展[J].鈦工業(yè)進(jìn)展,2015,32(02):7-12.

作者：章陽(yáng) 單位：湘電集團(tuán)有限公司