大型薄壁件防变形,有这3点措施

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图1 方料加工外形和钻定位孔示意图

改进前的加工工艺

以外形尺寸为2200mm×1650mm×70mm、壁厚度为2-0.1mm的大型薄壁零件为例进行说明。外形特点为“开”字形,具体加工步骤见图1~图4。

图2 翻转反面粗加工内型腔示意图

图3 零件正面精加工示意图

图4 零件反面精加工示意图

图5 零件正面、反面立体图

在反面的真空夹具上设计3个定位孔,为φ20H7。正反两面的定位坐标系都设置在两孔中心连线位置,目的是为了加工时找正定位容易,而且不容易产生偏置的定位差异,零件出现变形情况,调整定位方便,同时也调整零件在φ12和φ20定位孔之间的微量变形。

措施三:

在夹具与零件外形接触部分设计深10mm、宽30mm的沟槽,以利于在采用随型摆加工零件外形时,刀具能伸向零件的底部,彻底达到切干净曲面外型面尺寸的加工要求。

图6 零件左侧面

经过试验,工装基准平面度要达到0.02mm的精度要求,由于零件超大,通气孔需设计成φ14的孔。密封槽设计成深5.5mm、宽6mm的半圆形槽体,且要达到密封要求。

图7 正反面加工效果

▲夹具侠优选产品-热缩刀柄

防变形加工工艺流程

工艺安排可以把下料、粗加工、半精加工、精加工作为一个整体来考虑,设计一个合理的防变形加工工艺方案,做到整体工艺优化。

图8 正面精加工示意图

编程策略采用粗加工和下料一起考虑去除恒定体积,在反面加工时切去外形。半精加工和精加工采用顺铣方式恒定切除厚度,然后用仿真加工软件进行理论编程的检测和优化,优化刀具的悬长,优化切宽和切深、主轴转速和进给速度的实际加工参数,从而提高加工效率,避免缺陷加工,这样可以使程序更加完美和正确,使加工过程完全处于受控状态,达到安全、高效和高质量成批生产的标准。

大型薄壁零件防变形加工工艺主要从整体材料加工出成品,有合理的防变形工装夹具参数、防变形工艺安排和程序编制策略,其目的是减少薄壁结构件变形量,提高加工质量。

其中防变形两套夹具三孔调试方法,用找正效验程序来快速确定零件在工装上的正确位置,去除零件在加工中产生的变形量的方法,在仿真优化加工程序下,经过实施验证,防变形工艺合理,操作简便,能够满足产品质量要求。


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