LY12硬铝异形螺纹加工研究范文

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摘要：文章以ly12硬铝材质的典型零件进行实例分析。针对薄壁零件和圆弧螺纹两大难点进行介绍，提出解决方案，并进行实例加工。在近年来的数控加工产品中，较为常见的加工有异形螺纹的加工，下面就圆弧螺纹这一典型零件来进行工艺和编程分析。由于该零件壁薄，因此要充分考虑产品加工的工艺问题，对工件的刀具的几何参数和装夹来进行分析，这样就使得薄壁零件在加工中出现变形的机率变小，因为异形螺纹的几何外形特殊，工艺复杂，无法运用数控编程螺纹指令直接编程，应选择合理的刀具、螺纹切削指令，同时也要加入宏程序来完成零件的加工。

夜上海论坛关键词：工艺分析；薄壁零件；异形螺纹；宏程序

1典型实例工艺分析

1.1零件图分析

夜上海论坛工件特点：壁薄、精度高，异形螺纹。材料为LY12硬铝，毛坯尺寸为准80×80。单件加工。（1）硬铝具有很高的强度和良好的切削加工性能，但耐腐蚀性较差，强度高，有一定的耐热性。加工时容易粘刀，应合理选择切削三要素和切削液。（2）由于零件右端内外轮之间的壁厚最小部分为1mm，所以在车削时应分粗精加工，并充分冷却后才能精加工。（3）圆弧螺纹最大直径准69.5mm，长度27mm，凹圆弧与凸圆弧组合螺旋槽绕圆柱面形成右旋异形圆弧螺纹。圆弧螺纹螺距7mm，螺纹顶部的凸圆弧半径为R1，螺纹底部的凹圆弧为R2.5，凸凹两圆弧相切且圆心在同一条直线上，切深3.5mm。所以可以采用直进式螺纹加工方法，并合理选择加工刀具。（4）为保证装夹稳定性，应先加工零件左端，再加工零件右端。

夜上海论坛1.2刀具的选择

夜上海论坛（1）根据工件材质选择。由于工件材料为LY12硬铝，建议使用下列三类刀具之一：a.不镀层的超细颗粒硬质合金刀具。b.带未含铝镀层（PVD）方法的硬质合金刀具，如镀TiN、TiC等。c.用金刚石刀具。（2）根据工件图样选择。该零件图的圆弧螺纹深度较深，采用尖刀或30°外圆偏刀，会产生加工干涉，故只能选取圆弧车刀，在选用圆弧刀时要根据所加工的螺纹圆弧的大小来确定，圆弧半径R对刀尖的强度及加工表面光洁度的影响比较大，选用的圆弧刀的半径要小于所加工的螺纹圆弧的半径。半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀具强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。因此我选用R2的圆弧切刀来加工该圆弧螺纹，外轮廓的台阶轴采用35度偏刀加工。

2加工难点

2.1薄壁加工

常规薄壁零件的强度弱和刚性差，在加工的过程中会变形，会使得零件的形位误差变大，从而加工质量不易保证。薄壁零件加工精度的影响因素主要有：零件受力变形、零件受热变形、零件振动变形三方面，因工件壁薄，容易产生变形。在夹紧力的作用下，对零件的尺寸和形状精度产生影响；因工件较薄，切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难于控制。在切削力的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。

2.2异形螺纹

夜上海论坛异形螺纹无法运用数控编程螺纹指令直接编程，应合理的选择刀具和螺纹切削指令，同时结合宏程序才能完成零件的加工。由于螺距较大应合理选择主轴的转速。

3解决方案

3.1加工薄壁零件时

（1）薄壁零件的工艺要求。车削薄壁零件易变形，这主要是工件内部存在内应力和夹紧力不均匀而产生的夹紧外应力，根据薄壁的特点和要求选择合理的工艺方案，是保证薄壁零件的加工质量的关键，同时要从防止变形和保证精度出发设计加工工艺。所以应利用镗孔刀先加工内孔，然后再加工外圆。（2）工件的装夹。对于一些壁厚较薄，且外圆无法进行装夹的薄壁零件需采用心轴进行固定，同时要保证内孔加工时的同轴度。对于较短的薄壁零件，三爪卡盘显然不够装夹，这时就要用到软卡爪，不仅可以防止薄壁外形被夹变形，也有利于较短薄壁的装夹。该零件选用三爪卡盘装夹，夹紧力不要太大，防止夹紧变形。装夹工件时应注意不要让工件晃动的太明显，因为零件的外圆直径尺寸为准76mm，毛坯直径为准80mm，单边只有2mm的去除余量，所以晃动过大会导致同轴度超差，最终导致薄壁的壁厚不一。（3）薄壁零件的加工方法。加工时需要把粗加工和精加工按顺序进行，以免粗加工时切削力过大而导致零件变形。由于该零件的尺寸要求高，粗加工完充分冷却后再半精加工，主要是修正粗加工中产生的变形，最后再精加工，外形和尺寸才能得到保证。（4）刀具的几何参数、切削用量和切削液。合理选择刀具的几何参数对薄壁零件的车削加工相当重要，车薄壁零件时，选用刀具要求刀柄的刚度要高，车刀的修光刃不宜过长（一般取0.2mm-0.3mm），前角要大，刃口要锋利，吃刀量要小，避免切削力过大导致零件变形。冷却液要充分供给（选用煤油），防止粘刀及粗糙度变差。

3.2加工异型螺纹时

对于异型螺纹而言，由于其形状较为复杂、而且具有不固定性，因此无法利用G76和G92对异型螺纹进行车削加工，由零件图可知圆弧螺纹螺距7mm，切深为3.5mm，所以可以采用直进法使用G32与用户宏程序相结合的办法车削加工异型螺纹，就能够解决异型螺纹的车削加工问题。但由于螺距较大，所以主轴转速不应超过500r/min。如果加工速度过快，撞刀的可能性就越大，为了能加工出高质量的异形纹应合理选择主轴转速。（1）宏程序编程思路。采用R2圆弧刀分层切削的方式进行；以G32指令由外向里逐层切削。让刀具沿着圆弧F7的螺距运动，从而得到相应的圆弧螺旋线。（2）走刀路线（图1、图2）（3）程序编写（4）质量控制。为了保证零件加工质量，对刀时X向留0.3mm左右的余量，螺纹车完后测量。通过修改磨耗来修调尺寸，最终达到精度要求。

4结束语

本文通过典型零件介绍零件的材质及加工工艺，分析图中薄壁零件和圆弧螺纹的两大加工难点，解决在车削加工中遇到的主要问题，以及采取相应的解决方案。通过实际加工生产，有效地解决了以上两点难于加工的问题，减轻了操作者的劳动强度，并保证了加工的质量。

参考文献：

[1]刘立.数控车床编程与操作[M].北京：北京理工大学出版社，2006.

夜上海论坛[2]孙德茂.数控机床车削加工直接编程技术[M].北京：机械工业出版，2005.

夜上海论坛作者：王丽 单位：江苏省徐州技师学院