機(jī)械手車床加工方案的選擇
作者: 來源: 日期:2017/10/11 15:34:27 人氣:2475
1.加工階段的劃分
機(jī)械手車床床身結(jié)構(gòu)上的顯著特點是剛性差,易于變形,導(dǎo)軌的精度要求又高。在粗加工中切除大量金屬后會引起內(nèi)應(yīng)力的重新分布使床身變形,從而影響導(dǎo)軌面的加工精度。因此在安排工藝時,應(yīng)將粗精加工分開進(jìn)行。先完成各表面的粗加工,再完成各表面的半精加工和精加工,而主要表面導(dǎo)軌面的精加工要放在最后進(jìn)行。這樣,導(dǎo)軌面的加工精度就不會受到其它表面的加工或內(nèi)應(yīng)力重新分布的影響。
2.工序劃分和安排
根據(jù)工藝路線擬定的原則,機(jī)械手車床床身加工過程如機(jī)械手機(jī)床加工流程表所示。
粗加工后安排時效處理的目的是為了消除內(nèi)應(yīng)力對床身加工精度的影響。對于導(dǎo)軌面要求淬火的床身,當(dāng)采用火焰淬火、高頻感應(yīng)加熱淬火、中頻感應(yīng)加熱淬火及超音頻感應(yīng)加熱淬火時,因淬火后零件熱變形較大,應(yīng)安排在磨削導(dǎo)軌面之前進(jìn)行。如果采用工頻電接觸淬火時,因熱變形很小,一般可安排在磨削導(dǎo)軌面之后進(jìn)行。
按照定位基準(zhǔn)的選擇原則,在粗加工階段中,一般以導(dǎo)軌面定位裝夾,按劃線找正加工底平面。然后再翻轉(zhuǎn)以底平面為定位基準(zhǔn),加工導(dǎo)軌面及其它一些重要表面。當(dāng)批量不大時,在粗加工階段,也可采用先加工導(dǎo)軌表面(這時應(yīng)以導(dǎo)軌面本身為粗基準(zhǔn)),然后再加工底平面的工藝順序。這樣,當(dāng)導(dǎo)軌面粗加工后如發(fā)現(xiàn)不可補(bǔ)救的缺陷(如砂眼、氣孔和縮松等)時,即不再繼續(xù)加工,從而避免了加工底面及其它一些次要表面所需作業(yè)時間的浪費。
3.時效處理
床身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,鑄造時因各部分冷卻速度不一致,會引起收縮不均勻而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,床身全部冷卻之后內(nèi)應(yīng)力暫時處于平衡狀態(tài)。當(dāng)切削加工從毛坯表面切去一層金屬后,引起內(nèi)應(yīng)力的重新分布,造成床身變形,從而影響零件的加工精度。因此工藝上必須設(shè)法把它消除到最小程度。
時效處理是消除內(nèi)應(yīng)力的主要手段,最常用的方法有兩種:
(1)自然時效
將鑄件自然地放置在室外幾個月甚至幾年,經(jīng)受風(fēng)雨和氣溫變化的影響,使內(nèi)應(yīng)力逐漸消失。自然時效生產(chǎn)周期長,占地面積比較大。
(2)人工時效
將鑄件平整地放在烘板上,四周均勻受熱,以100℃~500℃/h的速度加熱到550±15℃,保溫6~8小時,再以300℃/h的速度降低到350℃后隨爐冷卻。
一般精度的機(jī)床床身在粗加工之后,經(jīng)過一次人工時效處理即可,而精度較高的及有特殊要求的機(jī)床床身,需安排兩次人工時效處理。即鑄件—粗加工—人工時效—半精加工—人工時效—精加工。
目前國內(nèi)外正在不斷地采用振動時效消除內(nèi)應(yīng)力。這種方法消除內(nèi)應(yīng)力的原理是:將激振器牢固地固定在機(jī)體類零件上,使其產(chǎn)生共振。零件在共振頻率下便受到了循環(huán)載荷的作用,持續(xù)一段時間后,金屬便產(chǎn)生了局部的微觀塑性變形,因此,就降低了金屬內(nèi)部的應(yīng)力。
振動時效具有成本低、節(jié)約能源、設(shè)備簡單、易于操作和生產(chǎn)率高等特點。對于形狀復(fù)雜的大型機(jī)體,只要幾十分鐘的處理就可消除內(nèi)應(yīng)力。這種方法可用來處理鑄造、焊接和鍛造等方法所獲得的黑色金屬零件,也能用于有色金屬零件。
4.導(dǎo)軌面淬火
為了提高導(dǎo)軌面的硬度和耐磨性,鑄鐵導(dǎo)軌需進(jìn)行表面淬火。常見的表面淬火方法有:火焰淬火、高頻感應(yīng)加熱淬火、中頻感應(yīng)加熱淬火、超音頻感應(yīng)加熱淬火和工頻電接觸淬火。
火焰淬火是采用氧—乙炔火焰來加熱導(dǎo)軌表面,有效淬硬深度可達(dá)2~4mm。這種方法加熱面積大,溫度不易控制,導(dǎo)軌變形較大,淬火后需進(jìn)行磨削加工。
高頻感應(yīng)加熱淬火頻率在70~500kHz之間。有效淬硬深度為1~2mm,淬火質(zhì)量穩(wěn)定。生產(chǎn)率也較高,但設(shè)備較復(fù)雜。中頻感應(yīng)加熱淬火頻率在500~1OOOHz之間。有效淬硬深度為1~3mm,它的優(yōu)點是:發(fā)電機(jī)組運行可靠,維修操作容易。近年來不少機(jī)床導(dǎo)軌表面采用了中頻感應(yīng)加熱淬火。超音頻感應(yīng)加熱淬火頻率為20~4okHz。有效淬硬深度比高頻感應(yīng)加熱淬火略深,且沿輪廓分布均勻,彌補(bǔ)了高頻感應(yīng)加熱淬火、中頻感應(yīng)加熱淬火對零件淬火時有效淬硬深度分布不均的缺陷。
工頻電接觸淬火是用表面刻有波形凸紋的銅輪以一定的速度(1.5~3m/min)在導(dǎo)軌面上移動。經(jīng)過變壓器的低電壓大電流(U≤3V·I=600A)通過銅輪與導(dǎo)軌面的接觸處,產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量,使導(dǎo)軌面局部加熱到相變溫度,隨著銅輪的移開,加熱表面迅速冷卻形成有效淬硬深度約0.2~0.4mm的硬化條紋??梢酝ㄟ^改變電流的大小和銅輪的移動速度來調(diào)節(jié)加熱溫度和有效淬硬深度。
這種方法的優(yōu)點是:導(dǎo)軌變形小,設(shè)備簡單,操作方便。其缺點是生產(chǎn)率低。