框體類鈦合金零件機(jī)械加工工裝設(shè)計(jì)思路
框體類
鈦合金零件,常見的是鈦合金機(jī)匣。根據(jù)產(chǎn)品使用的不同要求以及它的加工特點(diǎn),從整體上考慮零件加工變形控制,從毛坯處理、粗加工到精加工采取合理措施控制零件變形,保證零件的加工精度。目前主要有4種工藝:①分段精加工,再焊接,再補(bǔ)充加工焊接接頭部位。②分段粗加工,再焊接,再整體數(shù)控精加工。③整體鍛造,再粗精機(jī)加工。④整體鑄造,再粗精機(jī)加工。
考慮框體類鈦合金零件一般薄壁、易變形、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,根據(jù)其結(jié)構(gòu)分析,在工裝輔助設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必遵循以下的基本原則。
(1)滿足工裝使用過(guò)程中工件定位的穩(wěn)定性和可靠性,有足夠的承載或夾持力,有適合零件的剛性結(jié)構(gòu)。
粗加工時(shí),裝夾夾緊力可大,以防止在切削寬度、深度較大的大切削過(guò)程中零件的松動(dòng);精加工時(shí),考慮零件易變形,工裝夾緊力要稍小,但要可防止工件松動(dòng)。對(duì)于薄壁結(jié)構(gòu)的特易變形零件,務(wù)必適當(dāng)增加輔助支撐工裝結(jié)構(gòu)。
(2)盡量充分考慮零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(使用基準(zhǔn))、工裝定位基準(zhǔn)及零件檢驗(yàn)基準(zhǔn)間的統(tǒng)一或關(guān)聯(lián)。
(3)滿足裝夾過(guò)程中的方法簡(jiǎn)單與操作快捷。
(4)滿足工裝在調(diào)整、一并轉(zhuǎn)序或更換過(guò)程中具有可靠的重復(fù)定位性。
(5)盡可能地回避結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴,嚴(yán)格遵循手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓、伺服的依次優(yōu)先設(shè)計(jì)采用原則。
(6)周向需要設(shè)計(jì)限位防轉(zhuǎn)裝置,防止二次裝夾沒(méi)周向基準(zhǔn)。如批量較大,可以設(shè)計(jì)氣動(dòng)、液壓的自動(dòng)化夾具,實(shí)現(xiàn)加工時(shí)壓緊塊自動(dòng)讓位以及自動(dòng)回復(fù)壓緊。如是側(cè)面開槽(孔)以及其他涉及到可能在加工零件時(shí)會(huì)切削到工裝的情況,一般來(lái)講在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)讓位,更優(yōu)的方案是推薦該工裝匹配部位選用與零件相同的材質(zhì),以避免刀具的損壞而帶來(lái)的質(zhì)量事故。
對(duì)于薄壁類框體
鈦合金零件精度要求高的部位,工裝的裝夾可能會(huì)導(dǎo)致零件的新變形,要保證零件的加工精度和性能。因?yàn)樵谇邢鬟^(guò)程中,切削力、夾緊力之間的波動(dòng)效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生耦合作用,導(dǎo)致夾緊不當(dāng)?shù)母郊討?yīng)力、切削后的殘余應(yīng)力、工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力再次分布,當(dāng)工裝卸力后就產(chǎn)生加工后新的變形。為此針對(duì)特殊的部位,推薦運(yùn)用“過(guò)渡外形可調(diào)支撐”或“過(guò)渡外形柔性工裝”的辦法,即根據(jù)自由狀態(tài)下零件過(guò)渡外形的形狀設(shè)計(jì)與之完全貼合的可調(diào)(柔性)支撐并夾緊。如是加工大型薄壁鈦合金零件內(nèi)壁時(shí),更多從節(jié)約成本的角度,一般通常采用碗狀包托與芯部襯托相結(jié)合的工裝結(jié)構(gòu)方式,這種方式可更有效地實(shí)現(xiàn)工裝的裝夾可靠。