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当特殊形状零件加工方法探讨

发布时间:2021-09-14 19:33:12 阅读: 来源:空调泵厂家

特殊形状零件加工方法探讨

针对如图1所示的零件形状或类似形状的零件,两端呈阶梯圆柱或圆台形,中间为正六棱柱,中心为阶梯状空心圆柱,且六方两端的圆柱直径与六方的对边距离接近。初步分析其加工方法主要有以下几种:

(1)机械切削加工:即采用车削和钻削的加工方法;

(2)冷挤压加工:无切削加工;

(3)挤压加切削:即先挤到一定的形状以后,再进行切削加工,这样可以降低挤压模具的设计和制造难度,特别是A段的难度。

图1 特殊形状零件

下面对各加工方法的工艺及特点分述如下:

1 机械切削加工

采用机械切削加工的方法,首先要选好原材料(如六方钢),然后按下述工艺进行加工:

车大径外圆F;车小径外圆E;钻孔D;切断;重新装夹掉头车A;打中心孔;钻预孔;钻铰孔B;钻铰孔C。

上述加工工艺适用于在普通车床上加工,每个零件大约需要加工时间15分钟,如果改用六轴自动车床进行加工,可达到20~30秒钟加工一件,各工位工艺如下:

(1)粗车外圆F,A加工到尺寸;钻孔B超过孔深的1/2;

(2)粗车小径E;钻孔B到规定尺寸;

(3)精车外圆F到尺寸;钻孔C超过孔深的1/3;

(4)滚字(型号)钻孔C超过孔深的2/3;

(5)精车小径E,退刀槽;钻孔C到尺寸;

(6)切断。

2 冷挤压加工

冷挤压是金属压力加工中的先进工艺之一,它具有以下优点:

(1)节约原材料。冷挤压是一种塑性加工工艺,它在不破坏金属性质的前提下使金属体积作塑性转移,达到少切削、无切削而使金属成形。这样就避免了切削加工时形成的大量金属废屑,大按 设置 键量节约钢铁及各种金属材料。

(2)提高劳动生产率。冷挤压在压力机上进行生产,操作方便,容易掌握,生产率很高。

(3)可加工形状复杂的零件。

(4)冷挤压件的强度大,刚性高。

(5)冷挤件可获得理想的表面光洁度及尺寸精度。

如图一所示零件的冷挤压工序为:

下料及镦平;退火;预冲孔;挤六方;正反挤、大孔成形;反挤成形;小孔冲成形。

如果具备500吨压力机,上述第2~6道工序可在同一台设备上连续完成,如果不具备500吨压力机,也可利用30~100吨冲床分别完成。

工序变形简图如下:

图2 工序变形简图

3 工艺比较

3.1塑料管材需求总量仍会继续增长 材料利用率

机械加工的材料利用率为:26.48%(六方钢)

冷挤压的材料利用率为:98.25%

冷挤压的材料利用率是机械加工的3.71倍。

3.2 加工时间

机加:六轴自动车若皮带变形太大床加工为30秒;单台普通车床为15分钟。

冲压:自动送料500吨压力机为2~3秒;单台冲床加工总时间为18秒。

4 关键工序分析

从前面冷挤压的各道工序看似乎都不是太难,但一旦动手去做,就会发现挤六方工序比较困难,其主要问题是A与六方的对边距但是离S太接近,只有1mm左右,这种结构势必导致模具的压套壁厚太薄,就很容易引起模具崩裂。事实证明也是如此,在试制阶段,冲几个工件就发现压套崩裂了,那么怎样才能解决这个矛盾呢?经过仔细分析研究和试验,解决方案有如下三个:

第一:采用较好的材料制作压套。一是采用较好的弹簧钢,另外也可采用一些比较新的材料,如65Nb,可以提高模具的使用寿命。

第二:从模具制造工艺解决。如图3所示,在活动压套的加工过程中,就事先用钼丝割开,这样就能很好地解决压套的崩裂问题。

图3 模具制造工艺图

第三:在设计六方工序时,将前面A处也挤成六方,挤压成形以后再在车床上加工A。这样,模具设计就简单得多,模具的结构强度大大提高,模具的寿命也就大大延长。

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