1.车削铝合金壳体法兰端面防止切屑划伤已加工面的措施
根据工件的加工精度要求和车削的经济性,通常选择YT15刀头车削该类法兰。但在车削塑性较高的铝合金法兰时,切屑却很容易缠绕在刀头上,并很容易划伤工件的已加工面。如果加工面较窄,切削余量较小,可以将车刀的主切削刃调至与加工面呈60°~75°的状态,如图1所示,使切屑向刀杆方向滑移;另外,粗车车刀前角为20°~25°,副后角和后角均为8°~10°,刃倾角为0°~3°,刀尖圆弧角为r1~r2mm;精车车刀前角为25°~30°(目的是让切削轻快,防止切削过程中发生切削挤压力过大和铝屑撕裂母材的现象),副后角和后角均为10°~12°(以克服由于材料塑性高和强度差而引起的加工面反弹所导致的刀具与加工面发生磨擦的隐患),刃倾角为6°~10°(以使刀具切削刃锋利,减小切屑与刀头面磨擦阻力,从而预防积屑瘤,提高工件表面的加工精度,使切屑向远离加工面的方向滑移),修光刃取1.5~2倍的进给量(以确保修光有效,提高刀具的使用寿命)。加工铝合金车刀断屑槽宽度一般按照1.5倍左右的进给量修磨,并结合切削速度、切屑热变形、断屑槽状态、吃刀深度及刀具角度情况等进行切削试验,以使切屑远离工件加工面。刀头各角度修磨完成后,应当用油石打磨切削刃部分,尽可能减少切屑与刀头的磨擦,从而积屑瘤。
如果加工面较宽、加工直径较大、吃刀深度较大而导致切削余量较多、切屑过多时,上述方法只能使切屑卷成的团体在变大到一定程度后,增加划伤加工面的隐患。此时可用挡屑板对已加工面进行保护,如图2a所示,挡屑板可采用厚度3~5mm的钢板弯制,其直板部分放在车刀刀体的底部,连同刀体一起压在刀台上,其竖直端与法兰加工面平行,并与加工面保持3mm左右的间隙,它可使切屑与法兰加工面隔离。如果再配以导向罩,
为使法兰端面的加工表面粗糙度值达到图样要求的数值(一般Ra=3.2μm左右),镗削该类壳体的法兰端面时,都是采用平旋盘旋转而滑盘走刀切削的方式。平旋盘在旋转过程中,由于离心力的作用,很容易把切屑向外甩掉。但如果镗削走刀方式是由法兰内部向外运行,虽然切屑刚被切下时是向法兰内部运行并缠绕在刀头或刀杆上的,但由于切屑在刀头上受到离心力的作用,还是会往外甩,但受到刀头的阻碍而甩不出来,只好缠绕在刀头和刀杆上,导致越缠越大,造成划伤已加工面的现象。但在采用图4所示的走刀方式时,切屑流向是往外的,刀杆对其产生不了阻碍作用,在旋转过程中随离心力的作用也很容易被甩掉,避免了切屑对已加工面的划伤。
3. 切削过程中的注意事项
由于法兰基本都是5052和5A02的锻制铝合金,其高温塑性都很高。因此,在切削过程中注意降低切削温度,有必要浇注一些切削液,以防止切屑缠绕严重的现象;同时,由于该类铝合金的熔点在660℃左右,很容易在切削过程中发生半熔状态,这也严重影响加工面的表面粗糙度质量,要适当控制切削速度。由于该类法兰都是锻制件,并经淬火时效处理的,一般采用W18Cr4V高速具和YT15的刀具切削。为了提和节约成本,通常采用YT15的合金刀对该类法兰进行加工。
由于该类材料的强度降低,一般在170~240MPa之间,精加工时必须控制好其切削余量和进给量,即吃刀深度和走刀速度。一旦吃刀深度和走刀速度过大,必然会导致在切削过程中发生被切材料在工件上“撕下”的现象,这可直接降低法兰的加工精度。
当已加工面出现“拉毛”现象时,通常是由于刀具的副切削刃被严重磨损,使副后角变≤0°,出现了刀具副后面与工件表面发生磨擦的现象,致使切削不顺畅造成的。此时必须重新修磨刀具。
切削过程中应当使用切削液,注意降低切削温度,以克服因工件温度高引起工件已加工面塑性变形大造成的已加工面与刀头副后面及后面的磨擦隐患。
二:
错口指管道和法兰垂直,但两法兰不同心,造成周围的螺栓均不能自在地穿入螺栓孔,在没有其他办法的情况下,只有扩孔或用小一号的螺栓穿入螺栓孔,而该方法是会降低两法兰的拉紧力,并且,密封面的密封面线也有偏差,这样非常容易发生泄漏。
三:
张口指法兰间隙过大,造成外载荷时,如轴向或弯曲载荷时,垫片会受到冲击或振动,压缩力消失,从而逐渐失去密封动能,导致密封失效。
四:
错孔指管道与法兰同心,但两个法兰相对的螺栓孔之间的距离偏差较大,(在线法兰修复)使螺栓产生应力,这种力不消的话,会引起螺栓的剪切力,螺栓会被长时间切断,导致密封失效。
五:
应力影响安装法兰时,两个法兰的对接,应该是比较规范和标准化,但在系统生产中,管道进入介质后,管道温度发生变化,管道膨胀或变形,使法兰受到弯曲荷载或剪切力的影响,容易导致垫片失效。
六:
腐蚀影响由于腐蚀介质对垫片长时间的侵蚀,使垫片发生化学变化,垫片开始变软,失去压紧力,造成法兰泄漏。
七:
热胀冷缩由于流体介质的热膨胀和冷收缩,螺栓膨胀或收缩,垫圈会因此产生间隙,介质会通过压力泄漏。
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