長(zhǎng)薄壁鋁管零件的加工方法

【摘 要】鋁制長(zhǎng)筒零件由于壁薄、剛性差，工件尺寸及形狀不易控制，在切削時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)和變形，直接影響工件的尺寸精度，形狀精度和表面粗糙度。針對(duì)這些問(wèn)題，設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝夾具定位裝夾以及在切削加工時(shí)合理選用防止和減少工件變形的方法，如：加工時(shí)分粗、精車(chē)，保持刀口鋒利，同時(shí)加注切削液，降低切削溫度；增加裝夾接觸面，應(yīng)用內(nèi)脹緊夾具減少振動(dòng)產(chǎn)生等。

【關(guān)鍵詞】薄壁件；防變形；夾具

0.前言

長(zhǎng)薄壁件是產(chǎn)生易變形較難加工的零件，在加工過(guò)程中為了保證零件尺寸與形狀精度，需采取相應(yīng)的手段，保證零件加工滿(mǎn)足圖紙技術(shù)要求。

對(duì)于長(zhǎng)薄壁件來(lái)講剛性更差，更易產(chǎn)生變形，而有色金屬相對(duì)黑色金屬硬度和強(qiáng)度較低，裝夾過(guò)程中易出現(xiàn)表面痕跡與形狀變化，加工性能較差，尺寸不易控制。

1.零件分析（見(jiàn)圖1）

該零件一段外圓?107，寬30，其余外圓?105，內(nèi)孔?102為毛坯面，兩端孔徑為?102.2，寬度分別為25、35，總長(zhǎng)875，兩端內(nèi)孔同軸度公差為0.05mm，零件壁厚最厚處2.5mm，最薄處1.5mm，公差范圍在IT10級(jí)以?xún)?nèi)。

δ=D外-D內(nèi)

δmax=2.5 δmin=1.5

2.加工工藝

（1）坯料的選擇。

坯料在制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲變形，圓度也會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。

在加工前對(duì)坯料用?101.5，長(zhǎng)500的量棒進(jìn)行檢查，量棒不順利通過(guò)的坯料均不能滿(mǎn)足加工要求。

（2）將坯料裝在夾具上，旋緊螺母后裝夾在車(chē)床上進(jìn)行粗加工，外圓各尺寸段留余量1mm進(jìn)行定型處理。

（3）重新裝夾后，按照已確定的切削用量進(jìn)行各尺寸的加工，為保證零件的加工精度，在切削過(guò)程中需對(duì)零件與刀具進(jìn)行冷卻。

3.夾具設(shè)計(jì)

3.1裝夾的選擇

由于該零件坯料壁厚為4mm，坯料長(zhǎng)度880mm，給零件的裝夾帶來(lái)不便，為保證零件在加工時(shí)達(dá)到技術(shù)要求，需采用合理的裝夾方式。

a、采用三爪一夾一頂?shù)姆绞剑捎诠ぜ^長(zhǎng)且中間是空心的，零件剛性差，在車(chē)削過(guò)程中，由于熱量的產(chǎn)生會(huì)引起零件伸長(zhǎng)發(fā)生彎曲變形。

b、采用雙錐面彈性套產(chǎn)生的原因與a相同。

c、采用專(zhuān)用車(chē)削夾具可避免上述問(wèn)題的產(chǎn)生。

根據(jù)以上分析，選擇專(zhuān)用車(chē)削夾具來(lái)保證零件的加工。

3.2定位確定

以工件?102內(nèi)孔定位，保證零件壁厚基本一致，未保證橡膠圈在鋁管875mm的有效長(zhǎng)度內(nèi)均勻撐起內(nèi)孔，按照最佳比配數(shù)選取為5檔。

3.3工作原理

采用橡膠圈變形的特點(diǎn)，在心軸上設(shè)置多個(gè)壓緊套、套筒等，在螺紋作用下使橡膠圈變粗，撐緊工件內(nèi)壁限制工件的轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.4裝夾方式

零件固定在夾具上，兩端頂尖裝夾，哈夫夾頭傳遞運(yùn)動(dòng)。

3.5夾具結(jié)構(gòu)形式（見(jiàn)圖2）

a、心軸采用無(wú)縫鋼管制作，減輕夾具的重量，兩端 錐角保持同軸，心軸外圓與錐角同軸，外圓表面粗糙度盡可能光滑，保證摩擦力盡可能的小，使配合件能靈活的移動(dòng)，保證橡膠圈的工作狀態(tài)正常。

b、壓緊圈（包括端部壓緊圈）內(nèi)孔尺寸公差控制在0～0.021mm之間，保證與心軸有0.01mm～0.042mm的間隙，壓緊圈分別套在橡膠圈二側(cè)，受力后橡膠圈往直徑方向變形。

c、其余各件通過(guò)方螺母的位移，將力分別傳遞到壓緊圈上，使五個(gè)橡膠圈同時(shí)變形，達(dá)到撐緊的作用。

d、夾具組裝完畢后，輕夾緊，雙頂尖裝夾車(chē)出橡膠圈外圓至 ，保證外圓尺寸一致并與轉(zhuǎn)動(dòng)中心同軸。

3.6工藝要求

除橡膠圈采用耐油、耐酸橡膠板外，心軸、方螺母、墊圈、壓緊套均經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后表面發(fā)黑處理。

4.切削方法

為保證零件達(dá)到圖紙規(guī)定的技術(shù)要求。合理選擇切削用量最為重要。

被切削零件為硬鋁合金，材質(zhì)較軟屬易切削的材料，選用高速鋼為刀具材料，分為粗、精車(chē)完成切削，同時(shí)加注切削液。

5.結(jié)論

通過(guò)車(chē)削工裝夾具的使用，合理切削用量。在該零件的車(chē)削過(guò)程中，增加冷卻液去除切削熱量后，零件尺寸穩(wěn)定，形狀變形在公差范圍內(nèi)，該工裝的設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)選擇合理。為加工長(zhǎng)薄壁鋁管取得了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)同時(shí)也取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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