一種薄壁套車削控制公差工藝探究

李健+劉詩文+李娟

摘 要：采煤機(jī)上一種軸承套尺寸精度要求高，形位公差嚴(yán)格，但其加工工藝性差，常因裝夾過程中受夾緊力、切削車和熱變形等影響引起變形，導(dǎo)致尺寸超差，合格率比較低。通過優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)，提出配套裝夾方法，規(guī)定裝夾定位方式，并通過工藝試驗(yàn)方法探究分析，最終得出成熟加工方法，大幅度提高零件合格率。

關(guān)鍵詞：薄壁套；夾緊力；輔助支撐；配套裝夾法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.045

1 零件工藝性分析

高端采煤機(jī)行走箱中軸承與軸之間采用一種直徑較大、孔壁較薄的軸承內(nèi)套連接，材料為40Cr，熱處理狀態(tài)為整體淬火HRC38～42，零件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，但尺寸精度、形位公差及表面粗糙度要求較高，制造過程容易尺寸超差，廢品率較高，嚴(yán)格的尺寸要求使零件的加工工藝比較復(fù)雜且困難。本文通過大量實(shí)驗(yàn)提出裝夾配套法，極大程度保證了產(chǎn)品精度，對薄壁類零件的工程應(yīng)用有一定的指導(dǎo)意義。（零件如圖1所示）。

2 工藝分析及制定工藝方案

零件加工難點(diǎn)及原工藝分析：

（1）加工過程中零件與刀具之間車削受擠壓震顫，表面光潔度較差；

（2）加工過程中由于車削熱導(dǎo)致變形量大，尺寸公差和形位公差不易保證。

原工藝對這種薄壁套類零件一貫采用：留夾頭，內(nèi)孔外圓一刀下，多刀次車削，再切單件，完成零件的加工。

通過大量工藝試驗(yàn)，并對現(xiàn)有的加工方法改進(jìn)，提出一種滿足零件的設(shè)計(jì)要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工效率的辦法。

方案一：留15mm裝夾夾頭，夾頭根部車有剪切槽，目的是釋放車削產(chǎn)生的應(yīng)力和熱變形變化，剪切槽位置需保證零件長短尺寸成，工藝路線則改為：粗車—半精車（切槽）—時(shí)效—精車（沿剪切槽切單件）

方案二：留15mm裝夾夾頭，夾頭根部車有剪切槽，原理同方案一，再制作一輔助支撐工裝，與夾頭內(nèi)孔配套裝夾，目的是防止因夾緊力引起的變形，詳細(xì)如圖2設(shè)計(jì)所示，工藝路線改為：粗車—半精車（切槽）—時(shí)效—精車1（車夾頭配套內(nèi)孔尺寸）—精車2（沿剪切槽切單件）。

3 方案實(shí)施及試驗(yàn)結(jié)果

3.1 方案實(shí)施

分別對兩種方案進(jìn)行試驗(yàn)加工，得出結(jié)果，數(shù)據(jù)如表1所示：

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

優(yōu)化方案一：改變原有剪切槽加工方式，將單向加工改為內(nèi)孔外圓雙向進(jìn)刀加工，使剪切槽余量位置位于壁厚中間，有效釋放零件內(nèi)部應(yīng)力，較為改善了尺寸的變形量，但是未能消除夾緊力引起的變形；

優(yōu)化方案二：剪切槽原理同優(yōu)化方案一，此方法在裝夾過程使用輔助支撐的原理，采用一支撐件與零件配套裝夾，分析得知配套裝夾使卡爪受到反向支撐力，可減少夾緊力對零件在尺寸精加工后釋放產(chǎn)生的形變，大膽采用之后零件的加工滿足設(shè)計(jì)尺寸精度，合格率顯著提高。

4 工藝方案確定

采用優(yōu)化方案二使得薄壁套的產(chǎn)品合格率達(dá)95%以上，較好的滿足了設(shè)計(jì)的需求。我們將輔助支撐工裝與零件夾頭內(nèi)孔配合的裝夾方式命名為配套裝夾法，設(shè)計(jì)配套的過程中選取間隙配合，間隙量控制（0 .01mm～0.02mm）。

5 結(jié)束語

通過分析薄壁類零件尺寸精度要求嚴(yán)格，容易受到裝夾、車削、材質(zhì)等因素的影響，所以在制定工藝過程中需要全方位思考適合此種零件的加工方法，因此配套裝夾法具有很好的推廣意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李正望，張建麗，劉國航.某大型薄壁零件的加工工藝方法研究[J].機(jī)械工程師，2016（04）.

[2]谷承澤.薄壁殼體加工技術(shù)及工藝研究[J].機(jī)械工程師，2016（06）.

[3]張建中.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.

作者簡介：李健（1989-），男，陜西西安人，本科，助理工程師，主要研究方向：工藝技術(shù)。