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U形彎曲件制造技術研究

上傳人:盧** 文檔編號:19970849 上傳時間:2021-01-19 格式:DOCX 頁數(shù):4 大?。?3.67KB
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1、U形彎曲件制造技術研究 關鍵詞:下電機支座;U形支撐;壓制;機加工 下電機支座是核島主冷卻劑泵重要支撐部件,其中零件U形支撐結(jié)構如圖1所示。其制造公差要求嚴格,坡口為空間曲面,且尺寸變化,需要編制數(shù)控程序完成復雜坡口加工。 1U形支撐結(jié)構特點 U型支撐結(jié)構如圖1所示,板厚δ50mm,間距要求9003mm,公差要求高,成形難度大。U形支撐坡口如圖2所示,內(nèi)側(cè)坡口為空間曲面,且坡口尺寸隨曲面變化,所以傳統(tǒng)加工設備無法加工,為保證零件質(zhì)量,分別對下料、壓制、防變形、機加工序加以控制。 2成形工藝 2.1下料

2、 為保證后續(xù)壓制尺寸準確,下料采用數(shù)控下料,由于壓制時工件可能出現(xiàn)竄動,在考慮必要的機加余量的基礎上,必須增加壓制偏差余量,即如圖3所示,一種為壓制線尺寸竄動,一種為壓制線角度竄動,這兩種情況都需要增加余量,考慮工件尺寸較大,余量定為單邊20mm。 2.2壓制 控制間距公差。壓制時,為提高找正精度,在壓制線兩側(cè)劃輔助線,使用直角尺,調(diào)整工件位置使輔助線與直角尺重合;一側(cè)壓制后從中心線測量,調(diào)整另一條壓制線位置,通過以上措施使壓制后工件間距滿足公差要求。消除接觸面劃傷。進行U形支撐壓制試驗時,由于工件表面存在銹蝕,且模具圓角較小,造成工件壓制成形后

3、在與下模接觸面處存在劃傷,詳見圖5。我們采用增大模具圓角,壓制前修磨掉工件、下模接觸處銹蝕、涂抹潤滑油徹底解決了接觸面劃傷問題。 2.3裝焊防變形支撐 U型支撐開口處于自由狀態(tài),在機加時易發(fā)生較大震動,導致坡口成型質(zhì)量差,采用在U型支撐內(nèi)裝焊槽鋼支撐,增加其剛性,支撐可以直接作為夾位使用,零件與部件裝配后去除。 3坡口數(shù)控加工 3.1設備型號 銑加工設備選用龍門式數(shù)控銑鏜床,配備西門子840D系統(tǒng)。作為重型通用金屬切削機床,其適用范圍大、功能廣泛,相對于重型臥式數(shù)控銑鏜床,龍門銑有主軸轉(zhuǎn)速高,工件便于裝卡的優(yōu)點。

4、 3.2數(shù)控銑加工流程 根據(jù)U型支撐尺寸結(jié)構及現(xiàn)有加工設備,制定工藝流程如下:(1)銑加工縱縫坡口成型;(2)利用機床輔助劃找正線;(3)數(shù)控銑加工U型支撐與半圓筒相焊側(cè)坡口;(4)氣割U型支撐錐體側(cè)余量;(5)數(shù)控銑加工錐體側(cè)外形。 3.3U型支撐縱縫坡口銑加工 縱縫坡口加工分為粗加工及精加工兩個工步。粗加工去除毛坯的大部分余量,精加工至設計尺寸,并提高加工表面光潔度。(1)裝卡。將U型支撐放置于平臺上,開口向上,通過調(diào)整,保證U型支撐豎直向上的兩條邊與機床Y軸平行,并利用已裝焊的防變形支撐壓緊U型支撐。(2)加工。為提高坡口的加

5、工質(zhì)量,提制了非標成型銑刀,用于縱縫坡口的精加工,在精加工之前,使用方肩銑進行粗加工,將大部分余量去除,加工出初步形狀,然后利用成型銑刀精加工至設計尺寸。雖然分為兩步進行加工,增加了換刀與找正用時間,但是減少了加工時間,提高了加工效率。 3.4U型支撐側(cè)面坡口及外形銑加工 U型支撐側(cè)面的坡口及外形都需要分兩個步驟加工,使用玉米銑粗加工,快速將大部分余量去除,再使用球頭銑刀精加工,保證零件表面粗糙度。在加工時,先加工與半圓筒相焊側(cè)坡口,在加工錐體側(cè)外形時,便于裝卡。(1)裝卡。將U型支撐放置于平臺上,側(cè)邊向上,開口向X負方向,利用加工縱縫時所劃找正用線找正U型支撐

6、,將壓板壓緊于防變形支撐上,并保證壓板不妨礙加工。(2)基本設置。數(shù)控程序是數(shù)控加工的核心內(nèi)容,本文選用CAM輔助編程軟件NX編制數(shù)控程序。建立U型支撐幾何模型后,進入NX軟件的加工模式以完成程序的編制。(a)銑削幾何體按照設計圖紙建立U型支撐零件模型,毛坯模型依據(jù)U型支撐前一步壓制成型的實際尺寸,毛坯結(jié)構簡單,前一工序可利用氣割將大部分余量去除,提高銑加工時的加工效率。(b)機床坐標系。根據(jù)工件實際裝夾情況及對刀需求,將側(cè)面銑加工出金屬光澤后,以該平面為Z軸零點;以U型支撐底邊為X軸零點,Y軸零點設在U型支撐中心線上。(c)創(chuàng)建刀具。粗加工采用方肩銑刀,精加工采用球頭銑刀。(3)編制工序。(

7、a)粗加工所用刀具直徑較大,且工件尺寸也較大,無法使用大進給加工。基本的加工思路為大吃刀面積、小深度切削,在保證切削效率的前提下,控制殘余高度較低。粗加工可分別選用“型腔銑”或“深度輪廓加工”作為切削方式,對于余量較小的表面,使用“深度輪廓加工”,其生成刀軌簡潔,空走刀軌跡少,效率較高,因此,U型支撐半圓筒側(cè)坡口加工采用“深度輪廓加工”,加工后的狀態(tài)如圖4所示。錐體側(cè)外形因為空間形狀復雜,采用“型腔銑”進行加工,加工后的狀態(tài)如圖5所示。(b)精加工。龍門銑主軸能達到較高轉(zhuǎn)速,因此,在加工時,采用小切削量,高轉(zhuǎn)速來提高表面質(zhì)量,銑加工后將周邊毛刺去除即可。精加工使用“固定輪廓銑”方式,刀具跟隨U

8、型支撐側(cè)面的空間外形切削,沒有空走刀行程,加工效率較高。加工刀軌連續(xù)、規(guī)則,設置合理的切削參數(shù)。(4)程序仿真及驗證。通過NX編制上述程序后,使用其仿真功能模擬加工過程,并檢查有無過切及干涉、撞刀,確認無誤后通過后處理器輸出數(shù)控程序。根據(jù)實際加工經(jīng)驗,使用第三方數(shù)控程序模擬軟件進一步對刀具軌跡進行模擬、干涉仿真、驗證,可降低數(shù)控程序在實際加工中出錯的概率,效果更好。通過數(shù)控編程與成型刀相結(jié)合,較大的提高了加工效率,且表面質(zhì)量能夠保證,為今后空間形狀坡口的加工提供了一個較好的方式。 結(jié)束語 通過對該型式U形彎曲件制造工藝的研究,對下料、壓制、防變形、機加等關鍵工序采用合理的工藝手段進行有效控制,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,滿足了技術要求,該產(chǎn)品的順利產(chǎn)成證明了我公司厚壁彎形件的成形、機加能力,為其他類似彎形件的制造積累了經(jīng)驗。

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