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提高大型薄壁件加工精度的措施

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提高大型薄壁件加工精度的措施

发布日期:2016-03-23 00:00 来源:http://www.seitage.com 点击:

以典型大型薄壁件 ( 如汽车主模型检具的车门模块) 为例,分析了大型铝合金薄壁件在加工时产生翘曲、变形、回复等现象的原因以及提出对其进行加工精度控制的措施。如图 2 所示为某汽车主模型检具中的车门模块。

QQ图片20160323083840.png

1 确定合理的加工工艺路线

车门模块的加工分为粗加工、半精加工、精加工和清根等几个步骤,由于在加工后易产生残余应力,导致翘曲变形,甚至因加工余量不足,造成模块报废,所以需在工序间穿插适当的热处理工艺,消除加工后产生的内应力。机械加工工艺过程如下:粗加工 人工时效处理 整修粗加工基准平台 半精加工 自然时效处理 整修精加工基准平台 精加工 三坐标测量 二次精加工 三坐标测量 装配。具体加工方案如下。

1)为提高材料利用率与开粗的加工效率,也减少因大区域余量铣削易造成不必要的材料变形,采用电火花线切割机床按如图 3 所示方式进行切割,毛坯尺寸为 1150 mm × 1130 mm × 205 mm

2)首先分别将模块正反两面开粗,第 1 次粗加工后正反两面各留 5 mm 余量,然后进行自然时效 ( 大约一周) ,释放加工产生的内应力,再第2 次对正反两面二次粗加工, 两面各留 3 mm 余量。由于车门模块表面为自由曲面,表面无平面可作为定位精基准,所以加工时正反两面粗加工时均要预留精基准平台和用于吊装和支撑的支承平台。

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3)粗加工后再放入恒温室进行人工时效,进一步释放内应力。然后重新修整精基准,接着对正反两面进行半精加工,各预留 1 mm 余量给精加工工序,且继续保留精基准平台,留着精加工时对刀使用。

4)半精加工完成后再一次进行自然时效,进一步消除加工后产生的残余应力,且再一次修整精基准,提高精加工时的定位精度。在对车门模块反面精加工时,去除用于吊装和支撑的精基准平台,

把精基准转换到模块设计时给定的测量基准孔上,并控制第 1 次精加工后的加工余量为 0. 3 mm

5)将 ( CMM) 上检测,如果检测的加工余量均匀,则对精加工后模块的正面进行第 2 次精加工至所要求的型面,在对模块的正面进行加工时,在模块反面的原有精基准定位平台位置上粘贴树脂材料作为定位平台; 如果检测余量不均匀,则根据具体误差情况,利用反面预留的 0. 3 mm 的余量,在厚度方向偏置加工余量进行适当补偿,再对模块正面进行二次精加工。

通过在正反两面加工时多次穿插时效处理和对精基准多次整修,有效地消除了加工后产生的内应力,从而控制了的变形量,使模块达到设计要求。


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