1 问题的提出
图1 检验示意图
图2 T型槽放大图
图3
2 加工难点分析
- 加工难点:卡盘材料1Cr18Ni9Ti不锈钢为难加工材料,材质软且粘,易粘刀,不利于切削加工,难以得到较高的表面质量;卡盘滑座T型槽尺寸较小,因此刀具小且刚性差,加工材质为1Cr18Ni9Ti的不锈钢卡盘时精度难以保证;卡盘的六爪位置度不易得到保证。
- 精度分析:卡盘精度主要包括装配精度和零件加工精度。装配精度可通过在卡盘装配完成后再精磨卡爪(保证卡爪同心)来达到,因此保证卡盘精度的难点主要在零件精度的控制,而零件精度则主要由卡盘的进给精度(即螺纹副精度)和卡爪的工作精度(即卡盘座及卡爪的加工定位精度)来控制。对图纸进行分析不难发现,卡爪的进给精度容易保证,利用数控车床及专用卡具加工即可满足要求;而卡爪的工作精度不易保证,尤其在加工滑座T型槽时,由于精度要求高、加工尺寸小、不锈钢材料难切削,因此成为此特种精密卡盘加工的难点。
3 工艺方案分析与选择
- 立式数控加工中心铣削工艺
- 该工艺的特点是利用机床本身的加工精度来保证零件精度。在加工中心上用立铣刀及T型铣刀进行铣削加工是一种常规生产工艺,虽然工艺简单,但由于卡盘T型槽a、b、c、d尺寸小,精度要求高,所用刀具的尺寸小、刚性差,切削加工工艺性差,再加上卡盘材质为难加工材料,切削性能较差,因此难以保证工件的表面粗糙度,工具损耗大,废品率高,同时加工中心的运行成本高也会导致工件加工成本的增加。
- 数控线切割加工工艺
- 数控线切割机为电火花加工,工艺简单,加工效率高,但易使工件加工表面硬化,难以保证卡盘精度和表面粗糙度,导致六爪定位精度不高,公差差异大,装配后的卡爪与滑座之间配合不好,卡盘重复定位精度较低。
- 线切割加工后再研磨工艺
- 用数控线切割机加工后留研磨余量0.03mm~0.06mm,增加钳工工序(卡爪与滑座互研工序),先修整T型槽至标准公差内,再采用选配方式,互研卡爪与滑座。
表 名称 端跳动(mm) 圆跳动(mm) 检验棒(L=50mm) 普通卡盘 0.04 0.04 0.08 精密卡盘 0.04 0.02 0.04 特种卡盘 0.02 0.02 0.02 - 该工艺既解决了不锈钢材料难加工的问题,又可满足电火花加工后卡盘的精度要求。采用选配方式,即将符合公差配合的卡爪与相应的T型槽匹配,可大大提高零件的利用率,降低加工难度。加工实践证明,该工艺方法具有可行性。右表为采用该工艺加工的卡盘精度与国家标准的对照。
- 用数控线切割机加工后留研磨余量0.03mm~0.06mm,增加钳工工序(卡爪与滑座互研工序),先修整T型槽至标准公差内,再采用选配方式,互研卡爪与滑座。