机械加工中哪些因素会造成工件变形
01
工件的材质和结构会影响工件的变形
变形量的大小与形状复杂程度、长宽比和壁厚大小成正比,与材质的刚性和稳定性成正比。所以在设计零件时尽可能的减小这些因素对工件变形的影响。
尤其在大型零件的结构上更应该做到结构合理。在加工前也要对毛坯硬度、疏松等缺陷进行严格控制,保证毛坯质量,减少其带来的工件变形。
02
工件装夹时造成的变形
工件装夹时,首先要选择正确的夹紧点,然后根据夹紧点的位置选择适当的夹紧力。因此尽可能使夹紧点和支撑点一致,使夹紧力作用在支撑上,夹紧点应尽可能靠近加工面,且选择受力不易引起夹紧变形的位置。
当工件上有几个方向的夹紧力作用时,要考虑夹紧力的先后顺序,对于使工件与支撑接触夹紧力应先作用,且不易太大,对于平衡切削力的主要夹紧力,应作用在后。
其次要增大工件与夹具的接触面积或采用轴向夹紧力。增加零件的刚性,是解决发生夹紧变形的有效办法,但由于薄壁类零件的形状和结构的特点,导致其具有较低的刚性。这样在装夹施力的作用下,就会产生变形。
增大工件与夹具的接触面积,可有效降低工件件装夹时的变形。如在铣削加工薄壁件时,大量使用弹性压板,目的就是增加接触零件的受力面积;在车削薄壁套的内径及外圆时,无论是采用简单的开口过渡环,还是使用弹性芯轴、整弧卡爪等,均采用的是增大工件装夹时的接触面积。这种方法有利于承载夹紧力,从而避免零件的变形。采用轴向夹紧力,在生产中也被广泛使用,设计制作**夹具可使夹紧力作用在端面上,可以解决由于工件壁薄,刚性较差,导致的工件弯曲变形。
03
工件加工时造成的变形
工件在切削过程中由于受到切削力的作用,产生向着受力方向的弹性形变,就是我们常说的让刀现象。应对此类变形在刀具上要采取相应的措施,精加工时要求刀具锋利,一方面可减少刀具与工件的摩擦所形成的阻力,另一方面可提高刀具切削工件时的散热能力,从而减少工件上残余的内应力。
例如在铣削薄壁类零件的大平面时,使用单刃铣削法,刀具参数选取了较大的主偏角和较大的前角,目的就是为了减少切削阻力。由于这种刀具切削轻快,减少了薄壁类零件的变形,在生产中得到广泛的应用。
在薄壁零件的车削中,合理的刀具角度对车削时切削力的大小,车削中产生的热变形、工件表面的微观质量都是至关重要的。刀具前角大小,决定着切削变形与刀具前角的锋利程度。前角大,切削变形和摩擦力减小,但前角太大,会使刀具的楔角减小,刀具强度减弱,刀具散热情况差,磨损加快。所以,一般车削钢件材料的薄壁零件时,用高速刀具,前角取6°~30°,用硬质合金刀具,前角取5°~20°。
刀具的后角大,摩擦力小,切削力也相应减小,但后角过大也会使刀具强度减弱。在车削薄壁零件时,用高速钢车刀,刀具后角取6°~12°,用硬质合金刀具,后角取4°~12°,精车时取较大的后角,粗车时取较小的后角。车薄壁零件的内外圆时,取大的主偏角。正确选择刀具是应对工件变形的必要条件。
加工中刀具和工件摩擦产生的热量也会使工件变形,因此在很多时候选择高速切削加工。在高速切削加工中,由于切屑在较短时间内被切除,绝大部分切削热被切屑带走,减少了工件的热变形;其次,在高速加工中,由于切削层材料软化部分的减少,也可减少零件加工的变形,有利于保证零件的尺寸、形状精度。另外,切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液对提高刀具的耐用度和加工表面质量、加工精度具有重要作用。因此,在加工中为防止零件变形必须合理使用充分的切削液。
加工中采用合理的切削用量是保证零件精度的关键因素。在加工精度要求较高的薄壁类零件时,一般采取对称加工,使相对的两面产生的应力均衡,达到一个稳定状态,加工后工件平整。但当某一工序采取较大的吃刀量时,由于拉应力、压应力失去平衡,工件便会产生变形。
薄壁零件车削时变形是多方面的,装夹工件时的夹紧力,切削工件时切削力,工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形,使切削区温度升高而产生热变形。所以,我们要在粗加工时,背吃刀量和进给量可以取大些;精加工时,刀量一般在0.2~0.5mm,进给量一般在0.1~0.2mm/r,甚至更小,切削速度6~120m/min,精车时用尽量高的切削速度,但不易过为高。合理选择好切削用量,从而到达减少零件变形的目的
机械零件加工工艺 研磨的特点及分类
一、研磨的特点
1、研磨尺寸精度高
研磨采用一种较细的微粉,在低速、低压下磨去一层较薄的金属。研磨过程中产生的热量很小,工件的变形也很小,表面变质层很轻微,因此可以获得精度很高的表面。
2、表面形状精度高
研磨的切削量很小,运动复杂,而且不受运动精度的影响,因此可获得较高的形状精度。另一方面,由于研磨的切削量很小,原先的位置误差不能得到全部纠正,因此研磨不能纠正零件的位置精度。
3、表面粗糙度小
零件和研具之间有一定相对运动,每一次运动轨迹不会与**次运动轨迹重复,因此可以均匀地切除零件表面上的凸峰,降低表面粗糙度。
4、提高零件表面的耐磨性
研磨的表面粗糙度小,表面摩擦系数减小,有效接触面积增大,耐磨性得到提高。
5、提高零件表面疲劳强度
研磨表层存在压应力,有利于提高零件表面的疲劳强度。
6、工艺性好
研磨设备简单,制造方便;研磨不但适宜单件手工生产,也适合成批机械化生产;研磨可加
工钢材、铸铁、各种有色金属和非金金属。例如可研磨玻璃、陶瓷、钻石等硬脆材料。
7、应用范围广
研磨广泛应用于现代工业生产中各种精密零件的加工,各种块规量具、光学玻璃、精密刀具、半导体元器件、精密配合表面等需要经过研磨加工。
机械加工性能不仅和企业的利益相关,还和安全性相关,在给企业带来经济效益的同时,还可以有效降低安全事故发生的概率。因此,在零件加工过程中避免零件的变形显得尤为重要。操作人员需要考虑各种因素都,并在加工过程中采取相应的措施预防变形的发生,以便使成品的零件能够正常使用。为了达到这个目标,有必要分析零件加工中出现变形现象的原因,对零件变形问题找出可靠措施,以期为现代化企业战略目标的实现打下坚实基础。
分析机械零件加工中变形的原因
内力作用导致零件加工精度改变
车床加工时,通常是利用向心力的作用,用车床的三爪或者四爪卡盘,把零件卡紧,然后对机械零件进行加工。同时,为了确保零件在受力时不松动、减小内径向力的作用,必须要使夹紧力大于机械的切削力。夹紧力随着切削力的增大而增大,随之减小而减小。这样的操作才能使机械零件在加工过程中受力稳定。但是,在三爪或者四爪卡盘松开后,加工出来的机械零件就会与原来的相差甚远,有的呈现多边形,有的呈现椭圆形,出现较大偏差。
今天我们来讨论下有关机加工报价的大概计算方法,材料成本是一定的主要区别就在每家公司不同的人工成本、运输成本、消耗成本以及税收这部分:
详细计算方法:
1)首先你可以对关键或复杂零件要求对方提供初步的工艺安排,详细到每个工序,每个工序的耗时
2)根据每个工序需要的设备每小时费用可以算出加工成本。 具体设备成本你也可以问供应商要,比如说,
普通立加每小时在¥60~80之间(含税) 铣床、普车等普通设备一般为¥30。。。
3)在按照比例加上包装运输、管理费用、工装刀具、利润就是价格了
当然,价格一定程度上会和该零件的年采购量和难易程度有很大关系。
单件和批量会差很多价格,这也是很容易理解的。
粗略估算法:
1)对于大件,体积较大,重量较重。
难度一般的: 加工费用大概与整个零件原材料成本之比为1:1,这个比与采购量成反比;
难度较大的: 加工费用大概与整个零件原材料成本之比为1.2~1.5:1,这个比与采购量成反比;
2)对于中小件
难度一般的: 加工费用大概与整个零件原材料成本之比为2~3:1,这个比与采购量成反比;
难度较大的: 加工费用大概与整个零件原材料成本之比为5~10:1,这个比与采购量成反比;
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