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                              五金加工——雅迅電子五金東莞|深圳生產(chǎn)廠(chǎng)家
                              二十年五金加工領(lǐng)域,行業(yè)標準制定
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                              精密不銹鋼噴嘴零件的加工工藝與過(guò)程
                              作者:車(chē)床加工-CNC零件-數控機械加工手板-東莞市雅迅電子五金制品有限公司 發(fā)布日期:2018-11-08 16:40

                              TAG關(guān)鍵詞:cnc加工,東莞CNC加工,深圳CNC加工,不銹鋼加工,車(chē)加工,車(chē)床加工廠(chǎng),鈦合金加工,五金產(chǎn)品,軸加工,

                              傳統的數控加工方法和加工工藝已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足多樣化、個(gè)性化、異形化加工的需求,制造業(yè)正在朝著(zhù)高效、精密、復合的方向快速發(fā)展。
                              隨著(zhù)航空航天、液壓、通訊、微特電子、醫療器械等行業(yè)的迅速發(fā)展,許多高精度、多批量、外形復雜的小型精密復合零件的車(chē)銑復合加工給機械制造業(yè)提出了很大的挑戰。針對這類(lèi)零件的特點(diǎn),國內大部分企業(yè)都采用改善設備性能和設計新型加工工藝的方法來(lái)滿(mǎn)足加工需求、提高生產(chǎn)效率。本文以某典型復合型噴嘴零件為例,利用B0326-II精密自動(dòng)車(chē)床的特點(diǎn)和優(yōu)勢,從刀具選擇、加工工藝制定、關(guān)鍵加工路線(xiàn)設計以及試加工問(wèn)題分析等方面著(zhù)手,進(jìn)行了深入的加工技術(shù)研究,解決了這類(lèi)零件批量大、效率低、難加工的難題。

                              1.零件加工工藝分析
                              零件技術(shù)要求
                              圖1為某醫療器械中的噴嘴零件,月產(chǎn)20000件,材料為不銹鋼1Cr18Ni9Ti,屬于難加工材料;該零件的加工要素較多,包括車(chē)削外圓、螺紋;銑削扁平面;鉆削中心孔和底孔;鏜削孔;攻螺紋等。此外,零件尺寸精度和表面粗糙度要求較高,并有兩端孔同軸度要求為0.02mm。
                              綜合以上分析,該零件的加工難點(diǎn)在于保證外圓和內孔的尺寸精度、兩個(gè)內孔的同軸度要求以及批量化生產(chǎn)。

                              噴嘴零件圖
                              圖1. 噴嘴零件圖

                              噴嘴零件加工工藝
                              B0326-II精密自動(dòng)車(chē)床是以車(chē)為主,同時(shí)兼備鉆孔、雕刻、銑槽、銑齒、攻絲、鉸孔等多工藝復合加工的精密機床,具有C軸和Y軸分度功能,能進(jìn)行徑向平面銑削、鉆孔、攻絲等工藝。其雙主軸控制系統能實(shí)現主軸側加工完背軸自動(dòng)定位接料,有效解決工件掉頭造成的效率和精度低的問(wèn)題。
                              如圖2所示,根據機床特點(diǎn),設計零件外輪廓加工路線(xiàn):主軸側①車(chē)端面→②車(chē)外圓至39mm處→③車(chē)外圓至65.1mm處→背軸側車(chē)端面。
                              根據以上分析,對噴嘴零件的加工工藝設計如表1所示。
                              噴嘴外輪廓走刀路線(xiàn)
                              圖2. 噴嘴外輪廓走刀路線(xiàn)

                              噴嘴零件加工工藝設計說(shuō)明圖
                              表1. 噴嘴零件加工工藝設計說(shuō)明圖

                              2.關(guān)鍵工序加工設計
                              左側孔加工

                              左側孔加工時(shí),安排在主軸側T31-T35五孔刀座上進(jìn)行,五孔刀座布局緊湊,可減少刀具空走刀的時(shí)間,加工效率較高。
                              孔Φ7精度要求較高,采用鏜削加工,孔深38mm屬于深孔加工,其難點(diǎn)在于鉆底孔過(guò)程中鉆頭切削區域的冷卻以及排屑問(wèn)題,采用高壓油冷卻以及G83啄鉆的方式進(jìn)行,可有效避免鉆頭崩斷和切屑纏繞。
                              具體步驟:首先用Φ6中心鉆鉆削約2mm的中心孔,深度不能過(guò)淺,否則孔口倒角會(huì )有毛刺;然后用Φ5.8鉆頭鉆孔,單邊留0.5mm左右加工余量,由于零件材料硬度較大,應在該過(guò)程去除大部分余量,并開(kāi)啟高壓油冷卻;最后通過(guò)鏜孔保證孔尺寸精度,采用高轉速低進(jìn)給模式進(jìn)行切削,選用S25.0G-SVNR12SN鏜刀桿,刀片型號VNBR0620-01,主軸轉速3000r/min,切削深度ap=0.25mm,進(jìn)給量f=0.02mm/r。
                              車(chē)外圓至39mm處
                              此工步為外輪廓加工,重點(diǎn)考慮如何提高加工效率以及保證表面質(zhì)量。綜合考慮零件的結構特點(diǎn)以及材料性能。走刀路線(xiàn)設計如圖3所示,此工步〖LL〗〖JP2〗分三次加工完成,前兩次采用G90矩形走刀路線(xiàn)去除大部分余量,第三次完成精加工。
                              執行第一次矩形加工路線(xiàn)時(shí)加工至A點(diǎn),每次切深0.5mm,進(jìn)給速度0.05mm/r,分三刀完成;執行第二次矩形加工路線(xiàn)時(shí)加工至B點(diǎn),每次切深0.3mm,進(jìn)給速度0.03mm/r,分四刀完成;最后一次精加工時(shí)切削深度為0.1mm,進(jìn)給速度0.01mm/r。此工步選用京瓷SCLCR1616H-12外圓刀,刀片型號CCGT09T304M,零件表面質(zhì)量較好。
                              車(chē)削外圓至39mm處的走刀路線(xiàn)
                              圖3. 車(chē)削外圓至39mm處的走刀路線(xiàn)

                              左側車(chē)螺紋

                              由于M10螺紋需與其它醫療器械零部件配合,要求控制螺紋中徑,粗糙度值達到Ra0.8。
                              為滿(mǎn)足要求,分三步進(jìn)行螺紋車(chē)削:第一步外圓刀將大徑多車(chē)0.2mm;第二步螺紋車(chē)削首次完成后,再次調用外圓刀沿螺紋表面車(chē)削,去除頂端毛刺,但此時(shí)會(huì )將毛刺往牙底方向壓;第三步用螺紋刀沿螺紋車(chē)削的最后兩刀再車(chē)削一遍,去除第二步壓向牙底方向的毛刺。

                               
                              銑扁

                              平面銑削主要利用B0326-II精密自動(dòng)車(chē)床的主軸C軸分度功能,有效解決二次裝夾問(wèn)題。該工步總的銑削層厚度2.3mm,可選用直徑大的立銑刀以提高加工效率。
                              根據分析選擇直徑Φ10立銑刀,主軸制動(dòng)后,分三次銑削,第一次銑削深度0.65mm,第二次銑削深度0.65mm,第三次銑削深度0.35mm,每次銑削進(jìn)給速度50mm/min,一邊加工完后C軸分度180°銑削另外一邊。平面銑削結束后,平面的外端會(huì )有毛刺外翻,此時(shí)宜采用外圓刀沿Φ13外圓去毛刺,效果較好。

                               車(chē)外圓至65.1mm處
                              此處外圓車(chē)削的難點(diǎn)在于C區域呈凹槽狀,限制刀具角度,不容易下刀,采用常規外圓刀具車(chē)削容易干涉和崩刃,并且凹槽處表面質(zhì)量較差。
                              所以此處車(chē)削分三次進(jìn)行,走刀路線(xiàn)見(jiàn)圖4,第一次選擇3mm刀寬的切槽刀切到凹槽的最底處留有0.1mm精加工余量,沿著(zhù)路線(xiàn)1進(jìn)刀,為下一步的車(chē)削提供下刀空間;第二次選擇常規90°外圓車(chē)刀,沿路線(xiàn)2進(jìn)刀,按照G90矩形路線(xiàn)加工,此次共去除6.4mm余量;第三次選用后掃刀沿路線(xiàn)3進(jìn)行精加工,由于凹槽處空間較小,90°外圓刀副切削刀刃容易干涉,采用后掃刀可以有效解決該問(wèn)題,并且能夠保證凹槽底部的粗糙度值。

                              車(chē)削外圓至65.1mm處的走刀路線(xiàn)
                              圖4.車(chē)削外圓至65.1mm處的走刀路線(xiàn)
                               

                              背軸接料鉆孔

                              如圖5如圖5所示,主軸側所有加工完成后,將切斷刀定位到切斷位置,背軸與主軸對中,背軸T9900沿主軸方向B-B處夾持,主背軸同時(shí)旋轉,大大增加了剛性。切斷后背軸接料,利用背軸側T35、T36、T37刀具進(jìn)行車(chē)端面和鉆孔。背軸自動(dòng)定位到與主軸同心位置夾持,避免了再次裝夾造成的同軸度誤差,保證了孔Φ7和Φ4同軸度要求,解決了該零件同軸度加工難題。

                              噴油嘴背軸接料示意圖
                              如圖5.噴油嘴背軸接料示意圖


                               

                              3.試加工問(wèn)題分析

                              加工工藝擬定后進(jìn)行了程序編制,經(jīng)過(guò)反復的仿真驗證后,零件首次試加工出現了Φ7孔底部有毛刺上翻、Φ4孔口無(wú)60°倒角、Φ7孔深度偏差等問(wèn)題。
                              該零件中Φ7孔尺寸精度和表面質(zhì)量較高,Φ5鉆頭鉆削到孔底時(shí),由于擠壓造成切屑未能及時(shí)排出,導致孔底毛刺上翻,影響零件質(zhì)量。反復試驗后作如下調整:當鉆頭鉆削到孔底時(shí),鉆頭不直接退出,沿著(zhù)孔上抬0.1mm,然后延時(shí)0.2s(即G04U0.2)再離開(kāi)孔底,可去除上翻毛刺。
                              如圖6所示,Φ4孔口倒角由Φ6中心鉆加工而成,孔口無(wú)倒角判斷為中心孔鉆得太深,已經(jīng)超過(guò)中心鉆底部60°的錐面,在背軸側T36磨損補償+0.5即可解決該問(wèn)題。

                              Φ4孔口60°倒角示意圖
                              如圖6. Φ4孔口60°倒角示意圖

                               

                              首件產(chǎn)品檢測時(shí)發(fā)現Φ7孔深度為37.8mm,與實(shí)際尺寸小0.2mm,分析原因主要是主軸側T23鏜刀對刀時(shí)出現了偏差。在主軸側T23鏜刀重新精確對刀,并在T23磨損補償輸入+0.2,經(jīng)過(guò)反復調試,噴嘴零件滿(mǎn)足驗收要求,加工實(shí)物見(jiàn)圖7。

                              不銹鋼噴嘴零件實(shí)物圖
                              圖7. 不銹鋼噴嘴零件實(shí)物圖
                               

                              4.總結
                              噴嘴零件調試成功后,機床配備自動(dòng)送料機,將送料、加工、接料、吐料完全自動(dòng)化,實(shí)現了月產(chǎn)20000件的加工需求,解決了現代制造過(guò)程中出現的小型化、多品種、大批量、高精度的難題。
                              通過(guò)研究B0326-II精密自動(dòng)車(chē)床小型復合軸零件的加工技術(shù),為新型車(chē)銑復合加工工藝的推廣提供技術(shù)依據,也為加工同類(lèi)零件提供了借鑒和參考。

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