Освоение тонкостенных деталей ЧПУ-точения: экспертные советы для прочности и точности

Тонкостенные детали широко используются в нескольких областях благодаря легкому весу, компактной структуре и меньшему расходу материала. Однако их трудно изготовить ЧПУ-точением, потому что они легко деформируются из-за низкой жесткости и прочности.

Мы объясним, как улучшить тонкостенные детали, изготовленные ЧПУ-точением, основанные на нашем опыте. Мы можем работать над закреплением тонкостенных деталей, выбором режущих инструментов и параметров и т.д.

Причины деформации тонкостенных деталей

Сила

Заготовка легко деформируется под действием силы закрепления из-за тонкой стенки, влияя на размерную и форму точность заготовки.

Тепло

Режущее тепло может вызвать термическую деформацию и сделать размер заготовки трудноконтролируемым, потому что заготовка тоньше.

Вибрация

Вибрация и деформация могут легко возникнуть под действием режущей силы, особенно радиальной режущей силы, влияя на размерную точность и шероховатость поверхности заготовки.

Разумный выбор методов закрепления

Если тонкостенные детали обрабатываются обычным методом закрепления, возникнет большая деформация и точность обработки не может быть гарантирована. Мы можем увеличить площадь закрепления и опорную поверхность заготовки или точку закрепления, чтобы сделать силу равномерной. Уменьшить зажимное и контактное напряжение. При необходимости добавить дополнительную опору для усиления жесткости детали.

Однако эта техника ограничена в применении и может вызывать потерю материала. Мы также можем увеличить точку закрепления, чтобы облегчить деформацию детали. Можно использовать специальные когти, пластиковый самцентрирующийся патрон с жидкостью или открытое переходное кольцевое зажимательное кольцо.

Выбор режимов резания

Когда тонкостенная деталь обрабатывается с высокой точностью, обычно применяется симметричный процесс для балансировки напряжений на двух противоположных сторонах и достижения устойчивого состояния. Деталь будет гладкой после обработки. Если в одном процессе слишком большой задний уступ, напряжение потеряет баланс и деталь деформируется.

Черновая, получистовая и чистовая обработка должны быть разделены для тонкостенных деталей, требующих высокой точности. Разделение черновой, получистовой и чистовой обработки позволит избежать всех типов деформаций, вызванных черновой обработкой: упругую деформацию от силы закрепления, термическую деформацию от режущего тепла и деформацию от перераспределения внутренних напряжений после черновой обработки.

Задний уступ и подача часто больше при черновой обработке. Задний уступ обычно 0,2–0,5 мм/об, подача обычно 0,1–0,2 мм/об или даже меньше. Скорость резания 6–120 м/мин. Скорость резания должна быть высокой, но в пределах стандарта.

Выбор охлаждающей жидкости

Разумный выбор СОЖ может снизить трение в процессе резания и улучшить условия охлаждения, что приводит к снижению режущей силы, режущей мощности и температуры, снижению износа инструмента и улучшению качества обрабатываемых поверхностей. Черновая резка имеет большое количество режущего тепла, и инструмент легко изнашивается, особенно для высокоскоростной стали. Следует выбирать охлаждающие СОЖ, такие как эмульсия или раствор. СОЖ для чистовой обработки преимущественно смазывающая для повышения точности и шероховатости поверхности детали, поэтому отлично подходят ЭП-масла или ионные СОЖ.

Выбор режущих инструментов

Стержень инструмента для расточки имеет большой вылет и низкую жесткость, что подвержено вибрации. Он tendeт поддаваться инструменту под действием радиальной силы, влияя на точность отверстия. Поэтому следует увеличивать стержень резьба максимально при обработке тонкостенных деталей. Одновременно, стружеламывающая или скручивающая канавка должна быть открыта перед точным резьбом и направление выброса стружки должно контролироваться под подходящим углом наклона режущего края для легкого удаления стружки.

Заключение

Тонкостенные детали, изготовленные на ЧПУ-токарном станке, распространены в механической обработке. Однако трудно гарантировать качество детали из-за большой деформации, вызванной режущей силой и режущим теплом. Требования к качеству тонкостенных деталей могут быть обеспечены за счет применения правильной техники закрепления, дополнительной опоры и передовых технологических методов, а также выбора правильного угла инструмента и режимов резания.