薄壁工件内圆磨床装夹方法
在机械领域,通常会用到工件的壁厚与内径曲率半径之比小于1:20的薄壁筒类工件,且壁厚一般小于5mm,薄壁工件内圆磨床装夹是永恒的难题。薄壁筒工件具有刚性差的特点,在加工装夹过程中极容易变形,工件的加工质量不易保证。特别是在一些性能要求很高的航空航天领域,例如:起落架外筒等薄壁工件多数与飞行器的性能有关,工件内孔轮廓与其他零部件有复杂的配合关系,对尺寸精度和形状精度要求较高,需要对工件的内孔进行精密磨削加工,装夹变形是影响内孔加工精度的主要因素。
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目前,针对薄壁筒类工件内孔磨削的定位装卡常用方法有:采用中心架或V型块进行径向定位。如采用中心架或V型块装卡工件时,较薄的管壁在夹紧力的作用下,会略微变形成三角形,内孔磨削后得到的是一个圆柱孔。但当取下工件后,内孔在弹性恢复后则变形成弧形三角形,内孔圆柱度难以满足要求。由于工件外径偏差,采用中心架或V型块装卡工件,为夹持中心不变,需要手动调整中心架或V型块,调整时间长,费时费力。调整的夹紧力大会造成工件的变形,夹紧力小则会导致固定不牢,在保证适中的夹紧力情况下,工件定位精度较低。对于线膨胀系数较大的金属薄壁工件,由磨削热引起工件的热变形,会对其尺寸精度和形状精度产生极大影响,甚至会使工装夹具将工件卡死。另一方面,中心架或V型块定位方式为点或线接触,极易造成工件表面和精度要求高的外圆加工面夹伤。
薄壁筒类工件内圆磨削定位装卡装置是非常关键的部分,直接影响到加工工件的尺寸精度与形位精度。因此,有必要提供一种新型的工件定位装卡装置,以克服上述现有定位装卡装置存在装夹变形、定位精度低、难以适应工件外径的变化而自动调节中心轴线、易划伤表面的不足,保证薄壁筒类工件的内孔精密磨削加工。
薄壁零件内圆磨床装夹磨削过程:
(1)将中心轴28夹持在三爪卡盘3内;
2)旋松锁紧螺母42,弹簧夹头40张开;
(3)松开固定把手23,将支撑盖15打开,将工件7嵌入夹持曲面I 25内;
(4)闭合支撑盖15,旋紧固定把手23,直到支撑盖15和支撑底座20的结合面贴死为止,保证两者紧密配合;
(5)向左移动工件7,将工件7左端伸入到弹簧夹头40内,旋紧锁紧螺母42,弹簧夹头40收紧,将工件7抱住;
(6)从上接口 17和下接口 19向各液压腔室内通入高压液体,工件7在液体的支撑下悬浮;
(7)从冷却液进口 39向工件7内部通入冷却液;
(8)向中心轴28内的液压腔33内通入高压液体;
(9)工件主轴27驱动工件7旋转,砂轮主轴12驱动砂轮9旋转;
(10)内圆磨床1执行相应程序,控制纵向进给单元11和横向进给单元13移动,磨削工件7内孔;
(11)磨削完毕后,松开固定把手23,将支撑盖板15打开;
(12)旋松锁紧螺母42,弹簧夹头40张开,取下工件7。