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基于电火花成型的联接套加工工艺及其工装设计

  电火花成型加工属于一种无切削力的加工方法,下面是小编搜集的一篇相关论文范文,欢迎阅读查看。

  摘要:对联接套工件结构及其加工工艺进行了分析,明确其加工难点为斜小孔的加工,针对难点优化加工工艺,设计了电火花成型工装,并取得了良好的加工效果。

  关键词:联接套斜小孔 加工工艺设计 电火花成型加工工装设计

  1、联接套结构与工艺分析

  根据零件图纸和技术要求,零件加工精度要求较高,且存在两方面加工难点:一是该零件材料为316不锈钢(美国ASTM标准),对照国内不锈钢标准,钢号为0Crl7Nil2Mo2。这类材料切削性能很差,所需切削力大,刀具与切屑问易产生黏结,加工硬化严重。另一方面是与轴线成45。的44mm斜小孔的加工,既要保证斜小孔的位置精度,又要保证45。角度。若采用常规钻削加工,由于被加工斜小孔位置处在较深的内孔台阶处,必需要用mm的加长钻;由于4 mnl加长钻的刚性不足,从而影响钻削速度,同时容易出现钻头折断、被加工小孔质量不易保证等弊端。

  2、加工工艺

  该套常规加工工艺路线为:粗车——半精车——钳工加工各小孔——精车(数控车床)——钳工加工各小孔(包括钻4ulm斜小孔)。由于4孔VI位于内孔台阶处,钻孔时必须给钻头一个起刀面,因此半精车时必须在内孔台阶处留有45。的内圆锥面。与此同时,为了便于设计钻夹具,要求一批联接套的内孔形状和尺寸在半精车后基本一致。这势必提高了半精车的难度,同时也增加了数控精车的工作量,从而大大提高了加工成本。

  在钳工加工各小孔的工序中需用两副钻孔夹具,其中钻4 mnl斜d,TL为一副。该夹具既要保证钻孔的位置和45。角度,还要设计一个用于钻头定位导向的钻套。同时还需要考虑排屑空间、切削液的注入等,夹具结构复杂,设计难度较大,加工操作也不方便。综上所述,若采用上述常规加工工艺,加工成本较高,夹具成本也高,且加工操作也不方便。经反复分析零件结构特征,设计了现有的加工工艺路线:粗车——半精车——钳工加工除mm斜sJ,~L的其它各小孔——精车——电火花成型加工mm斜小孔。

  电火花成型加工属于一种无切削力的加工方法,具有如下优点:(1)mm斜d,-~L虽处于台阶面的特殊位置,但对加工构不成困难,也不必在半精车时留有45。的内圆锥面作为起刀面,从而大大降低了加工难度;(2)电火花成型加工过程中,电极与工件不直接接触,所以不存在明显的机械切削力,因此在加工mm斜小孔时,可避免因刀具刚度太低而折断,且不会影响工件已加工表面精度及表面质量,故mm斜小孔加工可放在最后加工;(3)电火花成型加工中,电极材料的硬度可以比工件低,对硬度较高、切削性能差的316不锈钢材料也能很容易地加工;谏鲜龉ひ辗治,设计了斜小孔电火花成型加工工装。

  3、斜d,~L,9,mm装设计

  mm斜小孔加工工装如图2所示,整个工装设计是建立在其它外形和孔都已加工完毕的基础上进行的。该工装主要包括定位盘3、削边销、斜支承板2、找正块4和底板1五个部分。其中定位盘、斜支承板和找正块的设计是整个设计的关键。

  3.1定位方法及定位元件设计

  根据6点定位规则,采用一面两孔的定位方法。一面是指114.3mm圆底面,两孔为+54mfl短内孔和+lo.5ITlm光孔。定位元件对工件起定位功能,保证工件在夹具中有正确的加工位置。本工装中定位元件有定位盘和削边销,如图3所示。定位盘形状和尺寸主要是依据联接套定位面尺寸和斜支承板的安装台阶面尺寸。定位盘底部形状采用整圆切除的结构,切出的侧面与斜支承板的定位台阶面配合。定位盘凸台部分与联接套+54mlII内孔配合,凸台高度为7mm,比+54mm内孔深度小2mn3,中间15millX15mm正方通孔用于找正块安装。定位盘材料为45调质钢,削边销西10.5mlTl圆柱面与定位盘台阶孔成过渡配合,头部削成扁平状,防止工件加工时旋转。材料为45调质钢,车削加工成型。

  3.2斜支承板设计

  斜支承板的设计主要是解决him细深斜孔加工方位的问题。目前常用的电火花成型设备的主轴一般为垂直方向,由于被加工孑L为45。斜孔,于是就设计了带45。斜面的支承板。45。斜面与定位盘圆底面配合,用3个沉孔螺钉与定位盘联接,斜支承板下平面与底板之间用4个沉孔螺钉联接。

  3.3找正块设计

  图4为找正块零件图。找正块是电火花电极的找正元件,为了保证电火花电极的对刀精度,要求找正块的+1omm对刀孔中心相对15mm两侧面的对称度不超过0.02mm。通过电极找正可以保证4mm斜小孔的位置精度。mm斜小孔孔径由电极直径保证。

  3.4底板设计

  底板尺寸为15mmx85mm×145mm,材料为Q235A,压紧机构通过底板两端把整个工装压紧在电火花工作台上。

  4、结语

  该工装具有如下特点:(1)结构简单:整个工装只有5个元件,元件之间联接也非常简单;(2)电极位置一次找正后可加工一批工件,不需要每次找正;(3)被加工工件安装到工装上非常方便,只要把工件54mm内孔套在定位盘凸台上即完成了加工安装;(4)工装各零件具有良好的结构工艺性,便于夹具的制造和维修;(5)可有效地保证工件上斜小孔的加工精度。生产实践证明,使用以上工装后使难加工的斜小孔变得容易,使用效果较好。

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