大型整体带长桁壁板数控加工技术
随着飞机性能的不断提高,对飞机机翼的气动要求和结构要求越来越高,根据现代飞机高性能的要求,其结构具有轻量化、薄壁化和整体化的特点,并且为了满足飞机装配的要求,零件必须实现精确加工,做到具有较高的精度和表面质量.我们研制的某型机大型整体带长桁壁板的加工,在国内数控加工行业尚属首次.
随着飞机性能的不断提高,对飞机机翼的气动要求和结构要求越来越高,根据现代飞机高性能的要求,其结构具有轻量化、薄壁化和整体化的特点,并且为了满足飞机装配的要求,零件必须实现精确加工,做到具有较高的精度和表面质量.我们研制的某型机大型整体带长桁壁板的加工,在国内数控加工行业尚属首次.
我公司承接的热轧钢板生产线的冷床区域制造项目,其工作原理为:利用穿插排列的盘形辊轮传送轧制出的钢板并使之冷却.此类辊轮的材质为灰铸铁,直径为(700±O.2)mm,重量约为130kg(见图1).
GEVO16柴油机是我公司与美国GE公司合作引进的大功率内燃机车HXN5的核心,而加强套(见图1)是该柴油机六大关键零部件之一.加强套的结构设计又是GEVO16柴油机动力组独特的结构形式.装配时与气缸盖、气缸套及机体配合,因此加强套的加工质量、形位公差和精度尺寸的好坏,将直接影响机车的动力性能.作为HxN5机车柴油机动力组关键零件之一,具有结构复杂、精度要求高、薄壁易变形等特点.
我公司是中国凿岩机生产基地,生产的凿岩机占全国凿岩机生产量的50%以上.目前公司所使用的孔精加工设备几乎全部为普通内圆磨床N2110和M2120,因其自动化程度低,劳动强度大,零件加工工序长等问题,已不能满足我厂年产量不断增加和保证产品质量的需要.我们进行了以珩代磨精加工产品的工艺探索.
后桥箱作为推土机上主要的箱体类部件,是整个推土机动力的核心部件.它承担着将变速箱出来的动力转化成中央传动装置动力和终传动装置动力的重要作用,后桥箱的加工质量是决定推土机整机质量的一个重要关键点.
在重型机械的结构中,回转简体类机械有的采用筒体两端设置滑动轴承来承载简体实现机器的回转.为了克服简体在制造和安装过程中产生的同轴度误差对机器平稳运行的影响,滑动轴承都要求有自动调心的功能.调心功能通过凹球面轴承座体与凸球面滑动轴承瓦体相配合的结构来实现.
球面的加工一般采用数控机床利用数控编程的方法实现.但在没有数控机床的情况下,如何利用卧式车床实现球面加工,一直是大家共同探讨的问题.笔者通过反复实践,研制总结出了一种简便易行、高效的球面加工方法.本文以我公司球面瓦加工为例加以介绍.
在轴类零件的加工中,一般都是在轴的两端先加工出中心孔,然后以中心孔为工艺基准进行其他部位的加工.对于小尺寸的轴类零件,工艺设计实施起来很方便,但对于大型轴类零件,尤其对于大型锻造而成的轴类零件,表面不圆,表面缺陷较多,弯曲较大,其中心孔的加工就比较困难,一般要先进行划线,确定中心孔位置后再进行中心孔的加工.
关于细长轴的加工,典型加工方案有两种,一种是以车代磨进行加工(本文称加工方式A),一种是先车后磨进行加工(本文称加工方式B).下面以用沈阳第一机床厂的HTC2050机床加工长度250mm、最大直径19mm的细长轴为例,就两种加工方案进行比较.
一些外形不利于装夹、不便于旋转的零件,其孔的加工通常采用镗床,但镗床不如车床普及且对操作者的技能要求较高.对此,我们对一台使用率不高的 C616车床进行了改动,在不破坏原有状态的情况下,使其满足加工零件孔的需要.
篦齿密封是航空发动机中广泛使用的一种有效的、长寿命的非接触式密封结构,如压气机叶片和涡轮叶片的顶部,流路系统中的冷却,燃气隔离,轴承润滑油密封系统中的油气隔离等.由于高的齿型对于热稳定性来说比短粗的齿型好,所以在篦齿设计中经常采用高而薄的齿型,但这给加工带来了一定的困难.
3.微细切削加工的主要方法及应用 (1)微细车削在微细车削加工时,由于卧式车床无法达到高精度要求,所以常针对微细车削研制微细车削机床.常采用金刚石车刀,它既能保证得到极小的表面粗糙度值和极高的加工精度,又有很高的寿命(可达数十万米).
通常国内的飞机滑轨采用高强度合金钢,例如40CrNiMoA,其结构截面形状呈"工"字形,滑轨导动面的公差为0.3~0.4mm.ARJ21飞机上首次使用了钛合金材料的滑轨,且结构与通常的滑轨有较大的区别,同时由于装配需要,在滑轨导动面上公差为0.15mm,机加公差为0.1mm.
我单位加工的炼钢振动台用精密偏心轴是炼钢振动台的关键零部件,该偏心轴有两处偏心,但偏心量不同,而且要求偏心方向一致,这是加工的难度与重点,该偏心轴的质量关系到振动台的各种技术参数.根据其使用要求与工件特点,笔者通过近几年的工作经验,对此精密偏心轴进行了加工方法的研究与拓展.
我厂曾接到图1所示的军品螺纹堵头100件,此零件虽然结构简单,但由于零件材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢,因而给加工带来了难题. 1.加工分析与碳钢相比,不锈钢属于难加工材料,其切削加工性较差,主要表现在:(1)塑性高,加工硬化严重,切削抗力增大.例如1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,其强度和硬度与中碳钢相近,但塑性大,其伸长率超过45钢的1.5倍以上,切削加工时塑性变形大.
我单位开发了一种新型产品液压本体,上面有几十个纵横交错、空间分布的直孔和斜孔,其中斜孔的加工难度更大.该本体最大长度约580mm,径向尺寸φ127mm,有些φ5.04mm斜孔需要沿轴线方向贯通整个本体,各孔之间要求互不十涉,且累计位置误差不能超过1/1000,加工中如何采取有效的技术手段保证斜孔的角度和位置精度,以防不该通的管路发生沟通是该产品加工成功与否的关键.
如附图所示零件,是我公司近几年接触较多的跨国企业投影机镜头中的核心零件:精密镜简.该零件的主要技术要求和特点:形状简单,是由内外圆构成的一个典型筒类零件;圆度、圆柱度、同轴度、跳动公差非常小,一般为0.01mm,最小规格0.005mm;最显著的特征和难度是图中左端的4个内孔,其中3个孔的公差仅有0.011mm,1个孔的公差0.013mm,在ISO公差序列中属于IT6.
槽间盖板是用于300kA电解槽地沟上的盖板,能有效防止职工踩入地沟内.槽间盖板是300kA电解槽安装时需要数量较多的一种工件.公司在大批量制作槽间盖板时,工期短,任务重,如何提高槽间盖板制作的工作效率及槽间盖板加工质量显得尤为重要.
附图是我公司某产品零件,材料CrWMn,从试制到定型生产,按原工艺方法加工,效率低,工件尺寸、形状公差一直难以达到设计要求.笔者在实际生产加工中,采用了一种简单快捷的加工方法,使问题得以解决.
随着数控机床、加工中心工作精度要求的日益提高,滚珠丝杠副的高精度化成为发展的必然趋势,在主机上的安装精度也逐渐成为装配中的突出问题.为了达到机床坐标位置精度的要求,减少丝杠挠度,防止径向和偏置载荷,减少丝杠轴系各环节的升温与热变形,最大限度地减轻伺服电动机的传动扭矩,提高机床连续工作的可靠性,我们必须充分注意提高滚珠丝杠副在机床上的安装精度.