軸套類零件大多屬于薄壁構件,結構并不復雜,精度要求相對較高,在產(chǎn)品中主要起定位、旋轉的作用,并承受一定的徑向力和軸向力。其加工質量的好壞,直接影響產(chǎn)品的功能和壽命。幾乎每個產(chǎn)品中都有軸套類零件,在加工中往往由于變形嚴重而影響其尺寸精度、形狀精度。要解決此問題,必須分析原因,采取有效的措施,才能保證零件精度。
在加工短空心軸零件時,考慮到其壁薄、容易變形,因此工藝要求粗、精加工分開,中間安排時效去應力處理。精加工后,零件在裝備上處于夾緊狀態(tài)時,用杠桿表、百分表分別測零件的孔徑尺寸和圓度都符合圖樣要求,但卸下再檢測,孔變形量達0.1~0.2mm,導致孔徑尺寸和圓度超差,影響裝配要求。

考慮到解算器座零件精度要求高,工藝要求在高精度車削中心上一次裝夾完成其外圓、內(nèi)孔和臺階的加工,以保證其同軸度、圓度要求。零件加工完后,在三坐標測量儀上檢測,孔變形量達0.05~0.15mm。在采取了粗、精加工分開,中間安排時效處理后,仍達不到零件尺寸精度要求。
這兩種比較典型的軸套類零件,材料均為鋁棒2A12-T4,精加工時不能磨削加工,工藝難點是加工過程中零件出現(xiàn)變形,嚴重影響到尺寸及位置精度。
變形原因分析及控制
零件在加工過程中產(chǎn)生的變形包括:
①零件加工后,內(nèi)應力重新分布產(chǎn)生的變形。
②定位面平面度達不到要求,回彈產(chǎn)生的變形。
③零件夾緊位置、方向及受力點不恰當引起的變形。
④零件的加工余量及加工過程中的切削力引起的變形。
⑤加工過程中的切削熱引起的變形。
⑥零件結構不合理引起的變形。
零件變形控制方法
1、通過熱處理消除應力控制變形。劃分為粗加工、半精加工和精加工工序,中間增加熱處理消除應力、穩(wěn)定化處理等,使零件釋放加工應力和材料應力,提高精加工后零件尺寸精度的穩(wěn)定性。
2、精加工定位面控制變形。通過磨削、研磨等方法精加工基準面,提高定位面精度,以防止回彈變形。
3、改進壓緊裝夾控制變形。通過改變夾緊位置、方向及受力點控制變形,如將徑向壓緊改為軸向壓緊。
4、減小切削力控制變形。在精加工時,可采用磨削、拋光等切削力較小的加工方法加工,還可以采用改變切削參數(shù)、減少切削用量的方法。
5、減少切削熱控制變形。為防止切削熱引起的熱變形,在加工中可使用切削液,以及減少切削用量。
6、改進零件結構或工藝方法控制變形。通過改進零件結構減少或控制零件變形,比如增加支撐筋、形狀對稱設計等;改進工藝方法,使應力完全釋放。
零件在粗加工后都經(jīng)過了時效處理,應力得到釋放。加工中都使用了切削液冷卻,防止了切削熱引起的變形。精加工余量為1mm,切削力、加工應力還可能影響零件變形。夾緊方式為徑向夾緊,夾緊力很大,會引起很大的變形。分析認為,零件夾緊位置、方向及受力點不恰當是引起變形的主要原因。