針對高精(jīng)度零件平麵銼刀加(jiā)工中的表麵劃痕缺陷,分析了其產生的原因和傳(chuán)統銼刀的工作缺點。通過高精度光麵銼刀的(de)創新(xīn)設計,以帶狀高速鋼的線切割平(píng)麵作為銼刀工作麵,對(duì)零件的加工麵進行銼(cuò)削和修整,可(kě)以高效完成平麵加工,保證表麵粗糙度要求。
1前言
許多(duō)高精度零件的平麵需要鉗(qián)工(gōng)銼平。一般這些平麵的精度要求都比較高。除了高尺寸精度以及形狀和位置精度之外,它們還需要具有足夠低的表麵粗糙(cāo)度值。通常表麵粗糙度值Ra需要達到0.8 ~ 1.6 μ m,在銼削過(guò)程中,容易出現劃痕等缺陷(xiàn),導致表麵粗糙度(dù)達(dá)不到設計要求。因此,一方麵(miàn)對操作人(rén)員(yuán)的(de)技能水(shuǐ)平有較高的要求,另一方麵要(yào)注意(yì)銼刀的選(xuǎn)擇、銼(cuò)刀的方法等技術措施。
2銼刀(dāo)表麵劃痕的原因分析
銼刀(dāo)切削是指操作者以一定的方式握持銼刀,使銼刀(dāo)的工作麵與工件(jiàn)的加工平麵相接觸,作平滑均勻的往複(fù)推(tuī)拉運動。在推進銼(cuò)刀(dāo)的過程(chéng)中,銼刀齒切削已加工表麵,以(yǐ)去除已加工表麵上的多餘材料;在回程中,銼齒不起切割作用。
在銼刀的工作麵上,銼齒按照一定的排列規則被覆蓋。銼刀是銼刀(dāo)的主要(yào)結構,可以起(qǐ)到切割的作用。用於金屬加工的銼刀通常用特殊的切削齒加工而成。銼刀上的每一(yī)個銼齒(chǐ)都相當於一個單(dān)獨的切削工具,都有自己的前角、後角等切(qiē)削角度。銼刀結構,從宏觀上看,這些銼齒是按照一定的(de)規律排列在銼刀的工作(zuò)麵(miàn)上(shàng)的,它們在銼(cuò)削過程中一起切削材料。每兩排銼(cuò)齒之(zhī)間的間隙形成容屑槽,銼削過程中產生的切屑暫時積聚在這些容屑槽中。隨著銼刀向前(qián)推進,當銼刀齒離開加工表麵時,切屑通常(cháng)會自動(dòng)從銼刀上脫(tuō)落。銼削過程中產生大量切屑時(shí),有些切屑會卡在(zài)容屑槽內,甚至高於銼(cuò)齒的高(gāo)度。此時,如(rú)果銼刀繼續(xù)前進,切屑會在銼麵上形成很深的劃痕。由於銼軟質材(cái)料時(shí)容易出現這種現(xiàn)象,此時應選擇切屑槽較大的粗齒(chǐ)銼。
而用於高(gāo)精度(dù)平麵銼的細銼和光銼,銼齒必(bì)須更小,銼齒排列更緊密,導致容屑槽更小。特別是,光麵銼具有較小的容屑槽。銼削過程中,切屑更容易嵌在銼齒中並堆積、卡死(sǐ),劃傷(shāng)被加(jiā)工表麵,嚴(yán)重損害其表(biǎo)麵質量,劃傷被加工表麵(miàn)。這些銼刀的容屑槽(cáo)中嵌入的切屑不易清理,有時用鋼絲刷也很難清理幹淨。需(xū)要用劃線器(qì)等鋒利(lì)的工具一個一個的去除,影響加工效(xiào)率。
3高精度光麵(miàn)銼的創新設計
在(zài)高精度(dù)的(de)平麵(miàn)銼削過程中,為了避免被加工麵劃傷,通常會采取減小銼刀受力或(huò)在銼刀工作麵塗粉筆灰等措施,但都不能從根本上解(jiě)決加工(gōng)麵劃傷的問題。特別是在最後的精整階段,操作稍(shāo)有不慎就會出現表麵劃痕,導致整個加工(gōng)平麵的表麵質量下降(jiàng),不得不重新(xīn)精整。如(rú)果這樣的反複修邊次數過多,不僅會降低加工效(xiào)率,還會(huì)影響(xiǎng)零件的尺寸精度。
在生產實踐中(zhōng)發現,線切割等電腐蝕加工(gōng)的(de)零件表麵在與其他軟材料零件表麵接觸並(bìng)相互摩擦時,會產生一定的微切削效應。基於這一發現,用(yòng)線切割高速鋼帶(HSS,俗稱白鋼帶)製成高精度光麵銼[3],以其切割麵為銼麵,對零件的加工麵進行銼削修整,取得了良好的效果。
線切割加工的高精度光麵銼的工作表麵布滿了電腐蝕加工(gōng)時(shí)電擊形成的微小凹坑。高精度光麵(miàn)銼工作麵上的微小(xiǎo)凹坑被局部放(fàng)大,根據線切割切削參(cān)數的不同,這些微小凹坑的大小為0.5 ~ 2.5微米。凹坑之間連接的微小突起形成具有切削功能的(de)銼齒,凹坑起到(dào)容屑槽(cáo)的作用。這些銼齒很小,隨機排列在光麵(miàn)銼的工(gōng)作麵上。用光麵銼修整零(líng)件表麵(miàn)時,其碎屑是細粉。同(tóng)時,由於光麵(miàn)銼工作麵上(shàng)用作容屑槽的微小凹坑為開放式結構,加工(gōng)時切屑不會嵌入光麵銼的容(róng)屑槽中,從而避免劃(huá)傷零件的加工麵(miàn)。在實際操作中,無論是零件的(de)加工麵,還是油(yóu)光銼工作麵上的切屑,用刷子都可(kě)以輕鬆去除。即使是軟質材料(liào),這種高精度的光(guāng)麵銼也能達到很好的整飾效果。用高精度光麵銼加工表麵。
在傳統的(de)銼刀(dāo)製造過程(chéng)中,首先加工銼齒。為了提高銼刀齒的硬度,需要(yào)進行淬火等熱處理工藝,最後銼刀必然會出現凸凹或扭曲變形,影響其性能。而創新設計的光麵銼,是經過過熱處理的高速鋼加工而成,成型後不需要熱處理,不會變形。同時,得益於WEDM的高精度優勢,其工作麵的直線度(dù)和平整度可保證在0.02mm以內,這也是高精度平麵銼光整加工中高精度光麵銼的又(yòu)一有利因素。
4加(jiā)工案例
閥套是液壓係統的重要組成部分。它有3組12個(gè)方孔,用來配合閥(fá)芯控製(zhì)液壓油的流量。其(qí)尺寸精度(dù)和表麵粗糙度要求較高,尺寸(cùn)精度控製在0.01mm以內,表麵粗糙度值Ra控製(zhì)在0.4μm m以內,同一組方孔(kǒng)的工作麵必須嚴格統一,誤差不得超(chāo)過0.01mm,閥套的流量控製孔一般是精銼後磨削加(jiā)工。如果(guǒ)同一組(zǔ)的四個方孔中的任何一個(gè)工作麵尺(chǐ)寸超出公(gōng)差(chà),則必須對其他三個孔進行整形(xíng),以(yǐ)保持其工作麵一致。所以在用普通光麵銼銼的過程中經(jīng)常會出現表麵劃痕,導致後續(xù)的精整工作量增加(jiā),嚴重影響加工效率。
使用改進後的高精度光麵銼,優化了閥套流量(liàng)控製孔的加工方案,充(chōng)分發揮了高精度光麵銼不(bú)易嵌屑的優勢,消除了加工表麵的(de)劃傷現象。加工表麵(miàn)隻需(xū)微磨即可滿足技術要求,加(jiā)工效(xiào)率提高一倍。
5結(jié)束語
隨著機械化的高度發展,銼削這種手工加工(gōng)方法(fǎ)被(bèi)限(xiàn)製在很小的範圍內。而需要(yào)銼削的零件一般是機床難以加工或加(jiā)工成本較高的零件,且多為精度要求高的(de)重要零件。采用(yòng)新(xīn)型高精(jīng)度光麵銼,在保證零件加工精度的前提下,盡可能提高加工效率。此外,在鉗工實踐技能競賽中(zhōng),可以使用高(gāo)精度光麵銼高效修(xiū)整(zhěng)工件的加工麵。