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cnc加工中心中常常遇到钛合金/薄壁工件,加工问题该怎么解决?

发布时间:2020-02-21 18:25:25

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当cnc加工中心钛合金与薄壁件相接触时,在公认的难加工材料上加工2毫米薄壁件似乎更为困难,但经过具体分析,有相应的解决方案:

part

ti合金薄壁型腔part analysis

1.1 part Size analysis

cnc加工中心包封盖板part的最小矩形外形尺寸为567mmx426mmx56.5mm。整体外观为大弧面薄壁型腔结构,弧面型腔壁厚为2mm,两端连接肩厚为6mm。为保证盖板与箱体安装后的密封性,要求盖板零件安装面平整度为0.1mm。



1.cnc加工中心2加工工艺分析

。其整体结构简单,盖板和箱体的安装面对平面度和表面质量要求较高,其他零件的尺寸精度和表面质量要求不高,所以所有的加工工序都可以在数控加工中心完成。


此处选用570mmx430mmx60mm厚板,钛合金薄壁型腔盖板零件加工要求三个加工步骤:①凸腔粗铣精铣,即安装孔加工;②凹腔粗铣精铣;③安装面精加工。


零件02

cnc加工中心加工工艺及工装方案设计

2.1凸腔粗铣、精铣及安装孔加工

加工盖板零件外形尺寸567mm±0.1mmx426m±0.1mmx57mm,保证所有加工表面粗糙度Ra3.2um,厚度方向留0.5mm加工余量,大平面上加工4个M16深40螺纹孔作为凸腔加工工艺的固定孔。四个螺纹孔以大平面对称中心点为基准,定位尺寸与固定在工作台上的铝镁合金6061工装的固定孔相对应,使盖板零件采用“一面两销”的定位方式,并采用螺钉夹紧的方法实现定位夹紧。


→9.9学习宏程序<


cnc加工中心粗加工

其次,加工盖板零件的凸腔及两侧的安装步骤。凸腔粗加工和两侧安装台阶面粗加工选用四台钴含量高的刃口铣刀,并选用平行铣削面粗加工方法,如图2所示。高速工具钢刀具在切削过程中,必须保持足够的切削液,以延长刀具的使用寿命。


然后,选择多晶立方氮化硼球头铣刀进行凸腔精加工,选择流线型表面精加工方法,如图3所示,整体误差控制在0.012mm以内。最后加工安装面上的16个安装孔(均为螺纹连接孔),选用0.5mm等硬质合金钻头直接钻孔,满足加工要求。此工序完成后,应清除毛刺,锐边应钝,凸腔表面应打磨光滑,无明显刀痕,以免影响下道工序的定位和夹紧。

cnc加工中心凸腔加工模拟

2.2凹腔粗精铣加工

为凹腔粗精铣加工。将上道工序固定在工作台上的工装凹面加工成与盖板零件凸腔相配合,工装两侧与盖板零件两端的安装步骤相配合,实现精确定位。清理工装凹面与平面的咬边、平面与平面的交点,避免毛刺或锐边对定位精度的影响。然后用工具两侧的10个M10螺纹孔完成盖板零件和工具的夹紧和固定。


针对盖板零件凹腔的粗加工,选择了挖沟的方法。刀具、切削液和切削参数与凸腔基本相同。最后一道工序的4个M16夹紧孔在铣削过程中容易对刀具造成振动损伤,切削时应注意。刀具与铣削参数和凸腔精加工相同。


在加工过程中应注意:(1)盖板零件凹腔的粗加工与精加工之间必须进行自然失效处理,以完全释放加工产生的内应力,防止加工变形;(2)精加工夹紧过程中盖板零件与工装配合面前后应多次更换,工装各配合面上的黑色磨痕应反复修复,以保证定位后盖板零件与工装配合面之间无明显间隙;

③清除在工装的清角和配合面上的切屑,避免损坏盖板部分,影响表面质量;④两侧锁紧螺钉时,应交替对称拧紧,尽量避免夹紧力引起的变形。



2.3cnc加工中心安装面精整后


经检验加工后的安装面,平面度和表面粗糙度超差的主要原因是刀痕或加工变形等因素,需要重新精整安装面。


定位基准面和夹紧固定面应选择盖板零件两侧平行安装台阶面。先选择精铣加工方法,再选择精磨加工方法,最后选择磨削加工方法,并在加工过程中进行连续检测。凸腔加工工序留有0.5mm以内的加工余量,以满足精度要求。加工后经检验合格的盖板零件。



TC4钛合金是一种难加工材料,盖板部分属于薄壁型腔结构。在实际的数控加工中,采用了相同的工装,这与设计中盖板零件的整体工艺是一致的。在工艺上,不仅解决了夹紧定位问题,而且巧妙地克服了2毫米薄壁加工的振动,避免了夹紧力过大和变形。在加工实践中,合理使用工装可以降低成本,方便操作,节省时间和效率。