薄壁偏心套的加工（精选3篇）
薄壁偏心套的加工 篇1
0前言
偏心套是钻机上的夹紧机构, 尺寸精度要求高 (图1) , 由于大型矿山机械中需要的数量较多, 使用常规装夹定位方法很难保证其精度, 且耗时较长, 生产效率低, 因此采用偏心套为定位元件的方法加工, 既缩短了装卡定位时间, 又提高了生产效率。
1 工件的结构特点
从零件图可以看出, 偏心套的精度要求比较严格。关键要求φ75+0.02+0mm的孔对的轴平行度公差值为0.05mm, 中心距公差在0.05mm内, 长度为115mm尺寸精度要求较为严格, 显然按偏心件的划线找正方法加工, 虽然能在一定程度上保证加工精度, 但定位费时费力, 生产效率很低。
2 偏心套工艺分析
根据技术要求和工件的加工要求, 由原来的划线找正法改为用偏心套做定位元件的加工方法。
1) 利用偏心套夹具的内孔作为定位基准找正其外圆与工件外圆覫110+0.03+0mm相互配合, 使工件处于装配状态, 同时在加工过程中处于平衡状态, 加工覫75+0.02+0mm以提高生产效率。
2) 偏心夹具结构介绍
按划线找正法加工一个偏心距精确的内孔与工件外径覫110+0.03+0mm基本尺寸相同的配合偏心套, 然后将偏心工件装入夹具中[1], 车内孔覫75+0.02+0mm。 (如图2所示)
3 偏心套的加工工艺
1) 使用四爪卡盘车端面, 将外径车到尺寸覫110+0.03+0mm并倒角。
2) 将工件偏心10mm夹紧, 取长短至尺寸, 车内孔至覫70mm。
3) 将工件装入偏心夹具的孔内, 并用轴向螺钉固定, 车内孔覫75+0.02+0mm至尺寸并倒角。
4 注意事项
1) 必须确保偏心夹具内孔的尺寸精度以及表面粗糙度, 保证与偏心套的装配精度。
2) 偏心套夹具靠近卡盘处必须车长10mm的台阶保证轴向定位。
3) 偏心夹具的外径表面粗糙度加工要比较低, 以便找正。
5 技术效果
1) 确保了偏心工件两轴线的平行度。
2) 提高了生产效率, 缩短了装卡时间。
3) 保证了加工工件在加工时的平衡。
摘要：由于偏心套原加工方式精度难以保证, 为保证精度, 设计一款偏心套夹具, 保证其内孔及基准的加工要求, 并设计加工工艺, 提高生产效率, 缩短装卡时间。
关键词：偏心套,加工工艺,夹具
参考文献
[1]陈宏钧.实用金属切削手册[M].机械工业出版社, 2004.
[2]国家职业资格培训教材编审委员会, 编.车工 (高级) [M].机械工业出版社, 2006.
[3]甘永立, 主编.几何量公差与检测[M].上海科学技术出版社, 2006.
[4]胡农, 等, 主编.车工技师手册:第四章车削加工[M].机械工业出版社, 1997.
高精度薄壁阀套的加工 篇2
我公司生产的一种液压机具关键部件阀中的阀套, 材质为20CrMo, 热处理技术要求为:工件表面渗碳淬火, 有效层碳层深度1.1-1.3mm, 表面硬度HRC58-62。阀套的主要结构尺寸、尺寸精度、形位精度及粗糙度要求如图1所示。由图1可以看出, 阀套的尺寸精度要求较高, 内外圆同轴度要求为准0.004mm, 圆柱度要求为0.004mm, 阀套的内径除以壁厚为1∶7.7, 因此该零件属于典型的高精度薄壁套零件。薄壁套的特点是加工夹持易变形, 磨削加工后孔的圆度、圆柱度、尺寸精度较难保证, 这是加工中的一个难点。另外该零件内孔与外圆的同轴度要求非常高, 一般夹具很难保证, 这又是加工中的一个难点。
2 工艺方法分析
分析认为, 应重点解决磨削加工中的装夹问题, 并且围绕磨削工序, 从工艺、工装、切削用量、切削液供给及砂轮的修正等各方面强化防范措施, 以确保加工出合格的工件。
2.1 磨内圆
由于该零件是薄壁套, 磨内圆时要设法避免磨削加工后孔的圆度、圆柱度、尺寸精度的超差, 也就是要减少工件的夹持变形, 为此, 我们设计制作了磨内圆夹具见图2。
该夹具由螺套、弹性套、六角螺帽等组成。夹具的关键是开口弹性套、锥度螺套的结构设计。开口弹性套、锥度螺套的结构见图3所示。为确保弹性套能够富有弹性, 以利于收缩和松开, 该弹性套的开口设计图示“错开式”结构, 所有开口位置圆周分布开口数量为8条 (对称分布4条) , 弹性套的斜度1/7, 材料为65Mn, 淬火处理硬度HRC55-58。制作中要注意开口弹性套和锥度螺套的锥面要配磨, 从而保证内锥面与外锥面的良好配合。
磨削工件内孔时, 由三爪卡盘夹住螺套的左端固定在磨床上, 阀套装入弹性套的内孔, 用六角螺母旋紧。在螺母的带动下, 弹性套向左移动, 通过螺套的锥面和与之配合的弹性套的锥面来收紧弹性套, 使弹性套径向收紧与阀套外圆紧密配合, 从而起到了将工件准确定位并均匀紧固的作用, 杜绝了工件采用普通工装出现的定位精度低及装夹变形的情况。这里巧妙的利用了弹性锥套的优点, 从而将阀套定心并实现夹紧。工件夹紧后, 粗、精磨内孔至图纸要求尺寸。
2.2 磨外圆
磨外圆要着重保证内孔与外圆的高同轴度要求, 这就要采取与内孔无间隙配合的定位并夹紧的方法来解决。我们在试制中一开始采用的是传统的用大锥度 (1∶1500) 芯轴穿入阀套内孔磨外圆的方法, 磨削后, 再重新装到芯轴上检验阀套的径向跳动, 芯轴小头端工件外圆跳动达0.03-0.05mm。分析其原因, 问题出在采用大锥度芯轴上, 大锥度芯轴定位夹紧是靠一条线, 只适用于短套, 而阀套是个长套, 在大锥度芯轴定位夹紧后, 芯轴小头端工件内孔与芯轴之间存在很大的间隙, 当磨削芯轴小头端工件外圆时, 由于砂轮切入时的径向力相对于定位夹紧线的距离较大, 产生的径向翻转力矩也较大, 在磨削过程中这个翻转力矩会使工件产生微小的松动变化, 从而导致工件内外圆的同轴度难以保证。为此我们又使用了弹性夹具的原理设计了一套外胀式弹性夹具, 见图4。
该夹具由弹性套、隔套、芯轴、并帽、锁紧螺母组成。弹性套的结构特点和磨内圆的弹性套结构特点相似, 材料和热处理条件也相同, 这里不再赘述。
夹具制作中要注意: (1) 弹性套的锥面与芯轴的锥面配磨, 从而保证内锥面与外锥面的良好配合。 (2) 将弹性套装到芯轴上, 再装上隔套、并帽、锁紧螺母使其胀开后, 再磨弹性套的外圆, 此方法可有效提高弹性套外径与芯轴的同轴精度, 使夹具整体精度得到有效的保证。
磨削工件外圆时, 将工件的内孔套装到弹性套外圆上并装在芯轴上, 在芯轴上安装隔套, 并帽, 上紧并帽使隔套沿芯轴向左移动, 推动弹性套沿芯轴向左移动, 通过芯轴外锥面和与之配合弹性套内锥面的相对移动使弹性套胀开, 从而达到将工件准确定位并均匀紧固的作用。由于弹性夹具实现了夹具与工件之间的无间隙配合, 避免了其它夹具定位精度低及装夹变形的情况, 有效的提高了工件的装夹精度。安装完工件后, 用磨床两顶尖顶着芯轴两端中心孔, 由桃子夹头带动芯轴及工件旋转, 粗、精磨外圆到图样尺寸, 完成外圆的磨削。具体操作中要注意:主轴这端使用前顶尖, 尾架这端不能采用弹性活顶尖, 因为磨削时顶尖不能随工件一起转动, 而由桃子夹头带动工件一起旋转。这样, 可避免主轴与轴承的制造产生的误差, 轴承的间隙, 顶尖的不同轴度等因素使工件产生的跳动误差等。
2.3 合理控制切削用量、保证切削液充分供给
由于工件薄壁的特点, 加工时加工应力、切削热会使工件产生变形, 使工件尺寸难以控制, 所以操作时注意: (1) 保证切削液充分供给, 将切削液压力、流量调至最大, 以降低切削热引起的变形; (2) 合理选择切削用量, 以降低切削应力引起的变形; (3) 勤修砂轮以保持砂轮的锋利, 避免工件磨削烧伤。以降低切削应力和切削热引起的变形, 从而保证加工尺寸和几何精度。
通过分析, 我们制定的工艺路线为:备料→钻扩内孔→粗车→半精车→上钻模钻孔→铣U形槽→渗碳淬火→上工装磨内圆→上工装磨外圆。经过生产实践证明, 完全达到了该零件的设计要求。
3 结语
针对高精度、薄壁阀套采取的加工工艺及设计制作的工装夹具, 经实践证明措施可行、效果良好。
薄壁偏心套的加工 篇3
机械压力机是通过曲柄连杆机构将回转运动变为滑块直线运动,一般采用曲轴、偏心轴或偏心齿轮。而对于大型闭式压力机,因其行程比较大及有效行程也比较大,所以,常采用偏心齿轮。考虑制造加工等因素,偏心齿轮常采用偏心套(图1)与齿圈的组合体。因偏心套是关键零件,所以加工精度要求比较高,特别是与连杆瓦配合部位的光度要求更高。偏心套通常都在立车上加工,由于立车转速低(20~30r/min),依靠精车保证粗糙度很难达到设计要求。
偏心套立车后还得作后序加工,传统的加工方法砂带砂光、机械式滚压,但它们都不能满足技术要求。砂带砂光需4~5人拉着卷状砂带,不仅费时、费力,而且砂光后粗糙度差;机械式滚压工具不仅无法对偏心套的过渡圆弧进行滚压,而且滚压时存在接刀(图2)。为此,采用了一种先进的滚压加工方法———液压式滚压。经过初步的实验验证,该方法能够提高偏心套的偏心外圆的加工质量,具有良好的工艺效果。
2 滚压理论及滚压参数
2.1 滚压理论
滚压是用可自由旋转的滚子(形式有:滚轮、滚柱、滚针或滚珠),对工件表面均匀地施加压力,使表面产生塑性变形(不切除余量),表面微观不平度的凸峰被压平而填充至凹谷。因此,滚压后表面层得到强化,并在表面形成残余压应力,同时表面粗糙度也得到改善,表面粗糙度等级可比滚压前提高1~3级。但其修正工件尺寸误差和形状误差的能力很小,更不能修正位置误差。
2.2 滚压参数
滚压时,选择合适的参数,有利于提高工件的滚压质量,但是不合理的滚压参数会适得其反。比如压入深度h或滚压力F过小,则滚压后表面粗糙度大;过大则易使加工表面产生粘附、脱皮现象。进给量f过大,则加工表面粗糙度大;过小,则表面会因重复滚压而容易产生疲劳裂纹。滚压次数过多,则滚压后表面过度强化,也容易产生疲劳裂纹。
一般可取:压入深度h=0.01mm~0.02mm,滚压力F=500N~3000N,进给量f=0.1~0.25mm/r,滚压速度v=30~150m/min,滚压次数N=1~2次。
3 滚压试验方案及过程
3.1 试验条件
加工设备:C5225立车,外购液压式滚压刀具,自制刀杆,自制液压系统,32#液压导轨油,试验的工件为我厂生产的闭式双点压力机H36-400偏心套(材料ZG35SiMn,见图1)。
3.2 试验方案及过程
试验方案:由宁波精恒凯翔机械有限公司根据我厂偏心套的零件形状、尺寸专门设计制造了曲面跟踪点压型(JH-DY)滚压刀具。为便于比较,本次实验准备了两件偏心套,其中一件,滚压前外圆存在明显接刀痕,精车后稍微砂光。另一件,精车后并按以往的工艺要求用卷状砂带进行人工砂光(砂光约0.5h),滚压面处理相对较好。
试验过程:(1)在立车上精车偏心套的偏心外圆(滚压面)至设计要求尺寸公差。(2)滚压前,使油路通油半小时以上,确保液压系统内的油清洁并有充分的流量。(3)油压选择:设置在16MPa(加工铝等软金属时,油压值还要调低)。(4)对刀时,点压球应离工件1mm~2mm,工件旋转后启动液压系统,高压油使点压球接触工件表面,然后刀具进给(按预留滚压量),开始滚压(图3)。(5)本次试验,滚压次数为三次,第一次以出现滚压痕为准,第二次及第三次的滚压量皆为0.02mm。
4 试验结果分析
从试验结果可以看出:通过液压式滚压工具滚压后,表面粗糙度得到明显改善,完全达到设计要求(图4b),而且解决了机械式滚压工具无法滚压的圆弧部位和接刀滚压问题。滚压后表面硬度得到提高(见表1),达到了滚压强化的目的。通过两件偏心套相互比较,也可看出,滚压前的加工质量对滚压质量的影响很大,精车后砂光的那件偏心套好于另一件。另外,液压式滚压,压力较均匀,容易控制和调整,但其修正误差的能力比用机械式滚压工具时差。
5 结束语
液压式滚压是利用液压保持将高硬度专用陶瓷球压于金属表面,通过表面精压,显著提高表面光度的一种新的工艺方法。可装夹在任何旋转与进给设备上,与传统的磨削相比较,加工时间缩短为1/5~1/20。目前,已在我厂偏心套的加工中得到应用,并逐步推广到油缸内孔、曲轴曲柄颈等零件关键部位的加工中。
摘要：通过液压式滚压工具对大型闭式压力机偏心套的偏心外圆进行滚压试验,试验结果表明,液压式滚压不仅降低了表面粗糙度,而且使表面得到强化;同时,也彻底解决了机械式滚压工具存在接刀滚压及无法滚压圆弧的工艺难题。是一种新的工艺方法,具有良好的工艺效果。
关键词：机械制造,滚压,偏心套,机械压力机
参考文献