零件裝夾變形分析與解決措施

摘 要：零件變形主要表現在裝夾變形；切削力、切削熱使零件產生變形；加工方法和技巧不當使零件產生變形；材料應力釋放零件原因導致的變形等。如果在生產過程中工件產生變形，那么肯定就會影響工件的形位精度，尺寸精度以及表面粗糙度，所以提高易變形零件加工質量和加工效率的關鍵就是裝夾方法以及車削，銑削時的加工方法和技巧。

關鍵詞：裝夾方法；刀具選擇；切削用量

1 為什么會產生零件裝夾變形

我們在加工生產中會遇到各種各樣的問題，譬如在加工薄壁易變型零件時，就必須根據其不同的特點，找出薄弱環節，選用不同的工藝方法和夾緊方法來保證加工要求。很多時候我們要具體問題具體分析，找到切實可行的辦法來應對遇到的實際問題。

1.1 工件裝夾不當為什么會產生變形？

在我們生產實際操作中，如果我們采用三爪卡盤夾緊薄壁外圓，就會由于夾緊面積過小，夾緊力不均勻分布，那么拆卸以后，被卡爪夾緊部分就可能因彈性變形而漲大，最終導致零件出現多角形變化。

1.2 相對位置調整時候偏差，產生壁厚不均的現象

經過多年的工作實踐，我發現由于夾具、刀具，工件和機床主軸旋轉中心的位置調整相對不準確，導致工件幾何形狀變化和壁厚不均勻現象。我們遇見很多薄壁零件對于均勻性要求非常高，但對其尺寸精度要求卻不高這種現象。此時工件如果采用常規剛性定位，就會誤差非常大，壁的厚度很容易超差。這樣工件在裝夾過程中，假設我們沒有根據實際特性，也就是工件剛度較低（薄壁件），或者不注意夾緊力的方向和施力點，那么支撐點和壓緊點不能夠重合就形成力矩效應，最終會引起零件變形。

1.3 為什么要強調零件壁厚差重要性

有一部分薄壁零件對均勻性要求非常高，而對其尺寸精度要求卻不高。這種工件和彩剛性定位，就會誤差很大，壁厚非常容易超差。在裝夾過程中的工件，假設剛度較低（薄壁件）或者夾緊力方向，施力點選擇不恰當，支撐點與壓緊點不重合必然形成力矩效應將會引起零件變形。

1.4 選用什么樣的刀具至關重要

我們選擇什么樣的刀具，會直接影響零件精度以及表面粗糙度。比如我們在做精車薄壁套類零件內孔時候，一定要高的刀桿的剛度，不宜過長修光刃一般在0.2～0.5mm，而且刀具的刃口一定鋒利，而且必須得注意冷卻潤滑尺度，不然就可能影響加工表面的粗糙度。精車深孔薄壁時，一定注意刀具磨損狀況，特別需要注意的是車在削高強度材料的薄壁時，由于逐漸磨損的刀具會使工件孔徑呈現出錐度改變，我們很容易忽略。

1.4.1 數控車床薄壁件加工時候需要哪些具體的參數

數控車薄壁件加工時候具有一定的優勢，對于直徑在Φ160mm以內，長度短于250mm，厚度為～2.5mm符合該尺寸工件可以一次性成型。同時注意在薄壁部位，應選擇合適，刀具角度刀具角度如下：

（1）精加工車削參數Vc=160mm/min，f=0.1mm/r， αp=0.2～0.4mm。

（2）內孔精車刀Kr=60°，Kr1=30°， γ0=35°，α0=14°～16°，α01=6°～8°，λs=5°～6°， 刀具材料為YW1硬質合金。

（3）外圓精車刀Kr=90°～93°，Kr'=15°，α0=14°～16°，α01=15°。

γ0適當增大，刀具材料為YW1硬質合金。

1.4.2 在加工內孔時候切削用量的掌握

因為加工孔過程中會出現排屑難刀桿震動剛性低的情況。所以得：內孔是外圓轉速×0.8；進給量：s=0.1～0.3mm/r；切削速度：v=20～40m/min；鉸孔切速：6～15m/min；吃刀深度：2/3左右刀片的L值。

2 車削時的裝夾具體方法列舉

剛度較低的薄壁類工件，在夾持力切削力雙重作用力下非常容易變形。出現吃刀深度不均勻和讓刀。同時薄壁工件還有易變型的特性，這樣加工以后會產生形狀和尺寸的誤差。所以為了防止這種現象的發生，一般情況下我們采取地裝夾及加工必須在保證內外原軸線的同軸度，端面與內孔軸線垂直度的平行度，以及兩平面的平行度前提下完成。方法如下：

2.1 開口套裝夾使用方法

開口套改變三爪卡盤三點夾緊為整圓抱緊，用三爪卡盤夾持開口套從而變形并均勻抱緊薄壁套以后在車削內孔。

2.2 大弧形軟爪裝夾使用方法

在三個通用卡爪上焊接大弧形軟爪，這樣夾持面積增大減小薄壁套夾緊和車削變形。把大弧形軟爪原三爪卡盤的三個卡爪焊接，放置一段時間，使其變形。大弧形軟爪有足夠的徑向厚度，有足夠的剛度。這是非常必要的。

2.3 花盤裝夾的使用方法

花盤用螺釘固定一個定位套，在固定前用千分表，調定位盤的外圓與車床主軸同軸，用兩個或四個板軸向壓緊薄壁套后就可以車削內孔。使各個壓板壓緊薄壁套，這樣不會使薄壁套變形，車削完整后，需要對稱逐漸松開各個壓板。

2.3.1 精車內孔裝夾使用方法

在花盤面上車出一凸臺，凸臺直徑與工件內孔之間留0.5～1毫米間隙，用螺栓、壓板壓緊工件的端面，壓緊力要均勻，找正后即可車削內孔及端面。

2.3.2 精車外圓時裝夾方法使用

將三點接觸式壓板通過螺栓壓緊即可車削外圓。上面2種裝夾方法，由于用力均勻并且在軸向，所以工件非常不容易變形。

3 結束語

通過實踐，按上述裝夾方法和加工技巧，可以成功地控制零件的裝夾變形，保證零件的尺寸準確率以及對于精度上的嚴格要求。向生產要效益，向企業要發展，只有我們在嚴謹周密的科學方法指導下，采用科學有效的生產加工方法，我們才可以節約成本精益求精，給企業帶來更大的效益。讓我們共同鉆研，把好的先進的方法共享，早日達到工業程度的現代化。

參考文獻

[1]機械加工藝手冊[M].機械工業出版社，1991：8-3-10.

[2]夾具與輔具標準應用手冊[M].機械工業出版社，1995：233-362.

[3]機械制造工藝學[M].北京理工大學出版社，1998：132-240.

[4]機械工程材料標準實用手冊.兵器標準化研究所，1999：15-36.