摘 要:真空罩为箱体类零件,文章着重对真空罩制造,从铸造工艺——机械加工工艺——铣削加工工艺——钳工加工工艺——立式加工中心加工工艺——产品质量检测工艺整个过程进行探析。
关键词:真空罩;铸造;毛坯;机械加工;工艺;检测
1 铸造工艺---毛坯的形成
1.1 真空罩木模模型的制造分析及材料选择
真空罩为较大型箱体类零件,用铸造加工成型。其制造选QT500-7材料铸成。球墨铸铁伸缩性为0.15%,在制造模型时重点考虑加工余量。因加工表面的粗糙度不同,所留的加工余量不同。在造模时,理论要求增大加工余量,考虑加工经济性,则加工余量可偏小。综上述确定真空罩模型加工余量为3~5mm,并选择棉性好、密度大的木材。
1.2 真空罩的沙模造型
(1)筛砂与配砂。先筛砂,处理型砂中的杂质。后配砂,主要将型砂配制成适当的湿度,在配砂时型砂不能太潮湿更不能太干燥,若太潮湿,铸件在冷却时会产生气孔等缺陷;若太干燥,模型不能成型且起箱也很困难。
(2)造型。真空罩的泥芯盒分上、下泥芯两个部分。先造外型,修整后下泥芯盒。型腔和泥芯必须压紧,否则会导致砂型变形甚至开裂,也给起模造成困难。
(3)冒口的设置。浇注系统在生产中多采用封闭或半开放式。球墨铸铁液态在冷却时收缩大,缩孔的体积可比灰铁大二倍以上。故多按顺序凝固的原则设计浇注系统,并用冒口补给液态和凝固初期的收缩,当内绕到通过冒口浇入时,可用封闭式系统,既有利挡渣、充型也比较平稳。
(4)通气口的设置。铸件成型时会产生大量气体,若铸型排气能力差,型腔中气压增大,阻碍液态合金充型。为减小成型时气压,除设法减少气体来源使铸型良好通气外,还应在远离浇口最高部位开设出气口让气体排出,以减少型腔中的气压,保证铸件质量。
1.3 真空罩的铸造浇注
制造真空罩的材料为球墨铸铁,它和普通铸铁相比各种元素的配比不同。在铸造时若元素的配值不当,会影响材料性质进而影响铸件的加工性能;在浇铸时液态合金的温度对充型有决定性影响,浇注温度愈高,液态合金的粘度下降充型能力差;反之则液态在铸件型腔中的充型能力愈强;但浇注温度过高,铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔、粗晶等缺陷,且成本升高,故浇注时应严格控制浇注温度,以保证铸件的成型质量。浇注成型后,对铸件进行冷却、清砂,得到真空罩的毛坯件。将毛坯进行人工时效处理后,运输至机械加工车间加工。
2 真空罩机械加工工艺
2.1 车削加工工艺
(1)车削加工。在车削加工中需用刀具有:端面车刀、内圆车刀、切槽刀及车螺纹刀。因真空罩壁薄,若使用切断刀车槽,会在已加工面会产生振纹,故只能用车螺纹车刀车出各槽宽,然后使用切断车刀修整出直角。
(2)装夹刀具和工件。将刀具装夹在刀架上,刃口伸出刀具总长的1/3。因真空罩整体壁较薄,装夹工件时,会产生永久弯曲变形,因此设计一专用夹具来消除或减小这一弯曲变形。故本设计采用十字活动顶钟专用夹具(见图1)来减小弯曲变形。工件在CW621630(或CWA1100)车床上加工,夹具为四爪卡盘,其对称两端的一端是固定不动的,另一端设计有螺纹螺母。
图1 真空罩的十字活动顶钟图
2.2 铣削加工工艺
(1)铣削加工刀具。根据真空罩的设计特点,其铣削加工时可选用刀具有:YG6¢100的合金铣刀、Y¢30G6的合金铣刀、备用高速钢刀具¢30、YG6¢60的合金铣刀。
(2)装夹刀具和工件。先装夹YG6¢60的合金铣刀,将工件装夹在铣床工作台上,用90°角尺和校针校正工件,用双头并带T型螺母的丝杆固定工件。将要加工30mm宽的槽的一面装夹为最后加工的面,这样减少铣销加工时装夹次数,缩短加工用,减少产品误差,提高产品质量,铣削加工和检验合格后送往下一道工序。
(3)铣削加工工序。①先用¢60的铣刀,铣工件底面四周,保证四边平行,并保证长度640mm和 680mm;②再用¢100的铣刀,铣平面中¢100的面,保证钳工加工;③继续使用¢100的铣刀,铣出要加工30mm宽的槽的平面中宽为100mm长为605mm的平面;④换用¢30的铣刀,铣腰刃槽总长为500mm槽宽为30±0.5mm,深1.5mm。铣削完工后,用锉刀去除工件上的毛刺,进入下一道工序。
3 钳工加工工艺
钻ø 5的孔14个,ø 85的孔一个,ø 25的孔两个,攻14个M6的丝。钻孔、倒角、攻丝、去毛刺完毕和检验合格送往下一道加工工序。
4 立式加工中心加工工艺
立式加工中心在开机使用前必须进行常规检查。装夹工件。准备ø 20mm直立铣刀。
(1)铣平面:达到平面粗糙度为R1.6。
(2)倒R10的角操作顺序:①选择ø 20mm的直立铣刀;②校正水平,校正坐标,设立坐标系:X、Y零点,对刀确定刀具补偿;③编程:
0001
G90G0G20G54;X0Y-15;
M6T1;
G43H01Z100M3S1000;
G01Z-20F200;
G01X-10F500;
G02X10Y0R20F500;
G0Z100;
M30;
(3)铣7mm×7.8mm,深6.8mm的T型槽。铣槽的操作工艺如下:①工具:¢6.8mm直立铣刀,高度6.8mm×7mm×7.8mmT型铣刀;②水平,校正坐标,设立坐标系X、Y零点,对刀确定刀具补偿;③铣槽,每下刀为1.7mm,共深为6.8mm,分两刀加工:
G90G0G21G54;
X28Y0;
M6T2;
G43H02Z100;
M3S500;
G01Z-1.7F500;
G01X590F500;
G02X580Y-10R10F500;
G01Y-35F500;
G01Z-3.4F500;
G01Y-10F500;
G03X580Y0I10F500;
G01X28F500;
G00Z100;
M30在加工之后去毛刺,检验合格入库。
5 产品质量检测
在每一加工工序完工后,零件产品要进行检测。检测包含检验和测量。合理确定产品精度与正确检测,是保证产品质量必不可少。检测前应做好准备工作:即看清图纸与效准量具。检测中常用三检制度,即手检、自检、专检。检测用来评定产品质量,及时调整生产,监督工艺过程,预防废品产生。无数事实证明,产品质量的提高,除设计和加工精度的提高外,往往更有依赖于检测精度的提高。
6 结束语
真空罩的整个制造过程及机械加工与产品检测如上所述全部完成。当然,针对不同的产品必须具有不同的制造与加工工艺,应该遵循具体零件具体分析,具体设计。