薄壁类零件去毛刺技术研究与应用

薄壁 类零件去毛刺技术研究与应用
摘要:薄壁精密衬套类零件内槽与径向小孔、斜孔相贯处毛刺的去除一直是航空精密偶件的一大加工难题,存在加工效率低,质量不稳定的问题。在去除这些毛刺的过程中普遍使用刮刀、钻头、铰刀等工具,由于钻头、铰刀等去毛刺工具与内孔存在间隙,导致加工后会留存有微小的毛刺,刮刀加工会产生二次毛刺,不能满足精密零件的加工要求。因此我们必须在去除内槽与径向小孔、斜孔相贯处毛刺的工具和加工方法上进行改进,从而提高效率和保证质量。
关键词:毛刺;工具;加工方法;效率
引言
去毛刺,就是清除零件已加工部位周围所形成的刺状物或飞边1】。毛刺的存在直接影响被加工零件的精度,使得装配困难,零件上的毛刺硬化和脱落是裂纹开始的源头,因而毛刺也可能降低工件的使用寿命,甚至会引起其运转失效,危及操作人员的安全。精密衬套类零件内槽与径向小孔、斜孔相贯处毛刺的去除一直是现场的一大加工难题,存在加工效率低,质量不稳定的问题,需进行加工工具和方法的改进。
1 最佳位置 PO问题分析
精密衬套类零件大量存在着内槽、径向小孔、斜孔等结构,去除内槽与径向小孔、斜孔相贯处毛刺一直是现场的一大加工难题,存在加工效率低,质量不稳定的问题。在去除这些毛刺的过程中普遍使用刮刀、钻头、铰刀等工具,由于钻头、铰刀等去毛刺工具与内孔存在间隙,导致加工后会留存有微小的毛刺,刮刀加工会产生二次毛刺,不能满足精密零件的加工要求。分厂精密衬套类零件大部分都是难切削材料(如不锈钢、钛合金等),更加大了操作的难度。
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从零件结构、去毛刺加工过程和工具进行分析,导致毛刺不易去除干净的原因有以下几点:
1.1径向孔与槽相贯处毛刺
毛刺位于内孔的槽底部位,孔径尺寸小,加工中不能直接观察到,导致去毛刺质量难保证。径向孔Φ1.5、斜孔Φ1都与内槽底相交,孔尺寸较小,在用钻头或铰刀等去毛刺工具从小孔进入对交接处毛刺进行刮削时,由于去毛刺工具与内孔存在一定间隙,导致加工后细
深盲孔与径向小孔交接处会留存有微小的毛刺,且轴向孔未通,增加了去除小孔与槽相交处毛刺的难度。
1.2径向孔与槽底非全圆周相交处毛刺
径向小孔与槽底非全圆周相交时,目前的加工刀具不能可靠保证去毛刺质量。径向孔Φ1.5与内槽底非全圆周相交,且轴向内孔表面各边缘要求保持光洁锐边,使用刮刀无法将毛刺去除干净,且易损伤光洁锐边。
1.3径向孔与轴向孔相贯处毛刺
精密衬套类零件配合内孔表面粗糙度、尺寸精度要求高,内孔边缘大部分为光洁锐边,在使用传统的去毛刺工具加工后,交接处存在加工中造成的震动波纹,目前对该处结构无合适的抛光工具,零件外观存在一定缺陷,孔12-Φ1.5孔径尺寸小,且数量多,增加了加工的难度。
1.4零件材料多为难切削材料
航空精密衬套类零件大部分都是难切削材料,多为9Cr18、4Cr14Ni14W2Mo、1Cr13等不锈钢,切削性差,径向小孔的加工一般在钻床或加工中心上进行,使用的刀具为钻头和铰刀,在钻削加工中,径向小孔的出口处存在冷作硬化层,其硬度较高,导致毛刺难以去除,加工刀具的选择成为难点。
2 解决问题的方法、实施过程
2.1 去毛刺工具的选择
根据精密衬套类零件的特点,在使用传统去毛刺工具的基础上我们定制了多种不同尺寸、形状、材料的抛光轮和研磨抛光刷。根据零件的材料和孔径的大小选择不同材质不同形状的工具。
抛光轮有弹性海绵芝麻抛光轮、弹性精密抛光轮、黑金刚研磨轮等2】
弹性海绵芝麻抛光轮具有30%的切削力,70%的抛光能力,粒度分为10-1000#,12-120#,24-240#,32-320#,60-600#。材质分为C-碳化硅,W-白刚玉,K-氧化铝。用于粗加工和表面精度要求不高的表面,可以快速抛磨任何机加工后的原始粗糙表面,被加工后
零件粗糙度能达到Ra0.4,适用于不锈钢、铜、铝、高湿合金、钛合金等材料。
弹性精密抛光轮分为硬橡胶(Y)、牛皮(N)、软木屑(U)三种材质,粒度有600#、800#、1200#、1500#4种。具有10%的磨削力和90%的抛光能力,用于精加工,随着粒度逐级提高使用,最终零件表面粗糙度能达到Ra0.05。
黑金刚研磨轮是除漆、除锈、除垢等加工的理想工具。在高速磨削过程中,金刚砂粒不脱落、经久耐用。在高速研磨的同时,耐磨的纤维网将磨粒在物体表面留下的划痕磨光磨平,不但去除了锈蚀层,同时也磨光了物体表面,并且没有损伤。它呈软体、蜂窝形状,可使研磨飞散物不飞扬,方便排屑,不起火星,噪音低,更加安全、环保。
研磨抛光刷适用于工件内孔Φ0.8~20mm及曲面去毛刺、抛光、清洁之用。
使用以上去毛刺工具不会产生二次毛刺,在去除零件内槽与径向小孔、斜孔相贯处的毛刺时加工效率大大提高,零件的质量得到了可靠保证。
2.2 去毛刺加工过程
去毛刺使用的常用工具见图5所示,有抛光轮、研磨内孔刷、刮刀、什锦锉、百洁布、硬质合金旋转锉、角锪钻13×90°、自制T型轮、铰刀等。
针对以上几类情况,制定了相应的解决方案如下:
2.2.1去除径向孔与槽相贯处的毛刺
去除径向孔与槽相贯处的毛刺,在选择工具上与零件的加工顺序有关,对去除先车槽再钻孔(如图1)零件相贯处的毛刺所需要的工具是金刚石、T型轮、铰刀、抛光轮、内孔刷、百洁布等;对去除先钻孔再车槽(如图2)零件相贯处的毛刺所需要的工具是内孔刷、铰刀、抛光轮、百洁布等。先钻孔再车槽零件的毛刺比先车槽再钻孔的毛刺好去处。
去除图1类零件的方法:首先用比孔径稍小的钻头或铰刀反复捅径向小孔;再用内孔研磨刷或带磨粒的钢丝去除相贯处的毛刺;当轴向空较大时,用刮刀或无碳刷打磨机去除相贯处残存毛刺;再用T型抛光轮或研磨轮从大孔处抛光内槽;最后用压缩空气仔细吹除金属屑(钛合金除外)。
2.2.2去除径向孔与槽底非全圆周相交处毛刺
去除图2类零件的方法:首先用比孔径稍小的钻头或等径的内孔研磨刷反复捅小孔;再用刮刀从大孔去除相贯处残存毛刺;用压缩空气从两孔反复吹除金属屑(钛合金除外);用橡胶抛光轮对相贯处进行抛光。
2.2.3 去除径向孔与轴向孔相贯处毛刺
去除图3类零件的方法:将铰刀夹在钻床上,去除Ф10、Ф3.5孔口毛刺;将角锪钻装夹在钻床上,将Ф10、Ф3.5孔与外圆交接孔口倒度0.5×45°;用油石去掉翻边毛刺,并用百洁布抛光;用刮刀将内孔环形槽与Ф10孔相贯处、Ф3.5孔与环形槽底相贯处及Ф1.5孔与外环形槽底交接处毛刺去除并倒圆R0.3;将零件装在马达上(打正反转),用百洁布抛光Ф10孔与内环槽交接处;分别将Ф1.5和Ф3.5铰刀夹在钻床上,去除Ф1.5和Ф3.5孔口毛刺;把Ф3.8研磨刷夹在钻床Z512(注意转向始终保持顺时针方向)上,分别从四个Ф3.5孔口方向对穿两个Ф3.5孔,上下运动零件去除毛刺;将零件夹在马达上(注意转向始终保持顺时针方向),手持Ф18研磨刷伸入Ф18内孔左右移动,去除内孔毛刺,将零件调头装夹后重复上述一次;将百洁布缠绕在T型轮上轴向紧靠与Ф3.5相贯的内环槽端面抛光Ф3.5与内环槽交接处毛刺(此时马达打正反转),将零件调头装夹后重复上述一次;用百洁布抛光Ф1.5孔
光管与外圆槽相交处及Ф3.5孔与内槽相交处(此时马达打正反转);用压缩空气从径向小孔和轴向Ф18内孔反复吹除小孔内金属屑并清洗干净零件。
该去毛刺方法将过去纯手工去毛刺改进为手工与机械、电动方法相结合,可确保去毛刺质量、大幅提高加工效率,与传统去毛刺方法相对比,去毛刺加工效率提高2倍以上,且方法简单易学、便于操作,具有强的推广性。现已选取典型结构零件编制了多项去毛刺操作标准作业书,规范了现场操作。
3 结语
随着近年来航空产品性能的提高,其零组件的复杂性、加工精度越来越高,零件的去毛刺加工是其中保证零件正常工作的重要、必不可缺的过程,对特殊、复杂结构零件的去毛刺过程进行分析研究,选用合理的工具和加工方法显现的尤为重要。在以后的生产过程中,我们还需进一步研究其他相关的工具选用和加工的方式,通过反复的论证和试验,形成简单而快速的加工方法,进而保证零件质量、提高加工效率。
参考文献
分离式导电滑环
[1] 袁长良.机械制造工艺装备设计手册.中国铁道出版社,1992.数字式水表
[2] 浦艳敏,李晓红.金属切削刀具.上海科学出版社工,2009.
微孔抛光镜面加工
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本文发布于:2024-09-20 17:50:36,感谢您对本站的认可!

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