CN105921776A - 研制镗削铝合金使表面粗糙度达标的方法 - Google Patents

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秦世俊
宋广权
耿连昌
闫明贺
段秀军
单连波
刘福久
郑志伟
尤玉飞
姜绪才
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
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    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2220/00—Details of turning, boring or drilling processes
    • B23B2220/44—Roughing

Abstract

本发明属于机械加工领域，涉及一种研制镗削铝合金使表面粗糙度达标的方法。包括：(1)选择的机床为加工中心机床，机床自身具有高精度直线运动导轨、精密主轴轴承、滚珠丝杠、高效伺服驱动电机；(2)对加工部件装夹定位时，用木槌敲打找正；(3)通孔镗刀用普通镗刀，主偏角为45°～75°之间，选取的刀片为专用镗铝材料的刀片；(6)工艺方案的流程如下：粗镗加工‑‑半精镗加工‑‑精镗加工；(8)进行粗、精加工，精加工前余量φ0.1mm，加工φ80H7转速S500，进给F16；加工φ88H7转速S500，进给F16。

Description

研制镗削铝合金使表面粗糙度达标的方法
技术领域
本发明属于机械加工领域，涉及一种研制镗削铝合金使表面粗糙度达标的方法。
背景技术
在某直升机前起落架关键件外筒，该零件为锻件，它的内孔尺寸要求φ80H7和φ88H7深246mm表面粗糙度为Ra0.4，这是一项机械用镗削加工难以达到的难题，需要钳工手工抛光，而且质量不稳定。
一般镗削加工能够使零件表面粗糙度达到Ra0.8左右，但想要达到Ra0.4并使其稳定，就有很大的难度，需要对实际情况进行综合分析，对那些造成超差的因素以适当办法修补改正。通过实验得出主要问题如下：机床本身精度、装夹力的微小变化、刀具的选择、刀杆振动程度、加工时切削参数、工艺方案的定制、零件应力释放等因素。上诉问题可以通过改变加工方案，切削参数，刀片材料，刀片R角，零件的压紧力、加工路线等方法，使零件表面粗糙度达到要求。
发明内容
本发明的目的：提出一种研制镗削铝合金使表面粗糙度达标的方法。
本发明的技术方案：一种研制镗削铝合金使表面粗糙度达标的方法，包括：
(1)选择的机床为加工中心机床，机床自身具有高精度直线运动导轨、精密主轴轴承、滚珠丝杠、高效伺服驱动电机；
(2)对加工部件装夹定位时，用木槌敲打找正；
(3)通孔镗刀用普通镗刀，主偏角为45°～75°之间，选取的刀片为专用镗铝材料的刀片；
(4)工艺方案的流程如下：粗镗加工--半精镗加工--精镗加工；
粗镗孔加工：精度等级IT13-IT12，表面粗糙度Ra12.5-Ra6.3；
半精镗孔加工：精度等级IT10-IT9，表面粗糙度Ra6.3-Ra3.2；
精镗加工：精度等级IT8-IT7，表面粗糙度Ra1.6-Ra0.4。
走刀方式采用G85方式，镗孔循环；
(5)进行粗、精加工，精加工前余量φ0.1mm，加工φ80H7转速S500，进给F16；加工φ88H7转速S500，进给F16。
步骤(3)包括：
通孔镗刀用普通镗刀，主偏角为60°～70°，选取的刀片为伊斯卡的DPGX090202-L IC20刀片，主偏角65°，刀片尖角R0.2。
本发明的优点
此方法可以达到一次交检合格，节省了钳工研磨浪费的时间和人工费，减少周转时间，降低成本，还有避免因研磨造成的超差问题。
附图说明：
图1是零件未装夹前的状态示意图。
图2是标准棒作为被压点进行压紧状态示意图。
图3是底部压紧状态示意图。
图4是完全压紧状态示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
本发明一种研制镗削铝合金使表面粗糙度达标的方法，包括：
1、选择的机床为2013年加工中心机床，机床自身具有高精度直线运动导轨、精密主轴轴承、滚珠丝杠、高效伺服驱动电机的机床。
2、在装夹定位上，工装也是经历过上百件产品考验。至于缝隙对零件加工的影响我们也是做了相应的对策。用木槌敲打，并经过塞尺检测过，不会对零件的加工产生影响。另外，零件是空心的在装夹时不宜用力过大，防止将零件装夹变形。
3、通孔镗刀一般用普通镗刀，为减小径向切削分力，以减小刀杆弯曲变形，一般主偏角为45°～75°之间，常选取60°～70°。刀片的前角、刀尖的半径、断屑槽形状的不同所产生的切削抗力也是不同的。所以这次选取的刀片为专用镗铝材料的刀片，伊斯卡的DPGX090202-L IC20刀片，主偏角65°，刀片尖角R0.2。
4、由于加工的孔深度较深，所以在选用刀杆时选择刀杆较粗切刚性较好的刀杆。在刀杆的防震方面，主要是采取控制切削参数的方法来减小振动，从而来保证切削表面的粗糙度。
5、在参数的选择上，根据理论数据划定一个合理的范围，如表格中所示：由于将要加工的孔为φ80和φ88，所以将其尺寸大小临近的几个孔径的加工参数一并列出，并且逐一试验，若效果不理想时可以对参数进行微调，已达到理想的结果。
镗孔直径(D) 切削转速(N) 进给速度(F) 切削余量(D)
70 450 22.5-45 0.1-0.4
75 430 21-41 0.1-0.4
80 400 20-40 0.1-0.4
85 370 18.5-37 0.1-0.4
90 330 16.5-33 0.1-0.4
6、工艺方案的流程如下：粗镗加工--半精镗加工--精镗加工
粗镗孔加工：精度等级IT13-IT12，表面粗糙度Ra12.5-Ra6.3；
半精镗孔加工：精度等级IT10-IT9，表面粗糙度Ra6.3-Ra3.2；
精镗加工：精度等级IT8-IT7，表面粗糙度Ra1.6-Ra0.4。
走刀方式采用G85方式，镗孔循环。可最大限度的避免镗到零件末端时出现锥度的情况，俗称避免喇叭孔。
7、关于零件材料变形的情况，在刀具及切削参数上选择合适刀片槽型，可以减少切削阻力；低切削量，减少零件热变形；调整适当的转速和进给量，防止零件共振影响表面粗糙度；另外，在装夹上用均匀、对称的装夹力，防止零件变形，即在孔顶端两侧对称的位置上装百分表，检测装夹力对零件产生的微量形变。
8、进行粗、精加工，精加工前余量φ0.1mm，加工φ80H7转速S500，进给F16。加工φ88H7转速S500，进给F16。
测试结果如下表：
试验结果表明：在镗φ80H7孔时，方案5、6、7、8都可以满足粗糙度Ra0.4的要求；在镗φ88h7孔时，方案7、8都可以满足粗糙度Ra0.4的要求，甚至达到了Ra0.2的标准。此方法可以达到一次交检合格，节省了钳工研磨浪费的时间和人工费，减少周转时间，降低成本，还有避免因研磨造成的超差问题。
因此方法提高经费均为潜在效益所以只能估算：节省原研磨一件产品2个小时，2小时可以创造价值约600元，人工费2小时：57*2＝114元，一件产品节省600+114＝714元，
2015年加工此产品为30件合计：714*30＝21420元
实施例
使用本发明具体加工方法如下：
1、将零件擦拭干净、查看零件定位基准是否平整；检查工装与零件定位基准接触有无缝隙；准备加工刀具粗、精镗刀，检查刀片完好度。
2、将零件放平，防止零件变形，即在孔顶端两侧对称的位置上装百分表，检测装夹力对零件产生的微量形变。
3、装夹零件时采用4个压板对称压紧方式，由于零件较高，加工时顶部和底部都需要着力点，否则零件容易震动，利用零件自身特性，将零件原有两孔串一个标准棒，作为被压点，进行压紧。
4、测定零件加工原点。
5、进行粗、精加工，精加工前余量φ0.1mm，加工φ80H7转速S500，进给F16。加工φ88H7转速S500，进给F16。

Claims (2)

1.一种研制镗削铝合金使表面粗糙度达标的方法，其特征在于，包括：
(1)选择的机床为加工中心机床，机床自身具有高精度直线运动导轨、精密主轴轴承、滚珠丝杠、高效伺服驱动电机；
(2)对加工部件装夹定位时，用木槌敲打找正；
(3)通孔镗刀用普通镗刀，主偏角为45°～75°之间，选取的刀片为专用镗铝材料的刀片；
(4)工艺方案的流程如下：粗镗加工--半精镗加工--精镗加工；
粗镗孔加工：精度等级IT13-IT12，表面粗糙度Ra12.5-Ra6.3；
半精镗孔加工：精度等级IT10-IT9，表面粗糙度Ra6.3-Ra3.2；
精镗加工：精度等级IT8-IT7，表面粗糙度Ra1.6-Ra0.4。
走刀方式采用G85方式，镗孔循环；
(5)进行粗、精加工，精加工前余量φ0.1mm，加工φ80H7转速S500，进给F16；加工φ88H7转速S500，进给F16。
2.如权利要求1所述的一种研制镗削铝合金使表面粗糙度达标的方法，其特征在于，步骤(3)包括：
通孔镗刀用普通镗刀，主偏角为60°～70°，选取的刀片为伊斯卡的DPGX090202-L IC20刀片，主偏角65°，刀片尖角R0.2。
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