如何解決薄壁零件車削加工中的變形

秦維剛

【摘要】隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械加工產(chǎn)品的尺寸精度、位置精度越來(lái)越高，對(duì)成本的控制也越來(lái)越嚴(yán)格，工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)也朝著更輕更薄的方向發(fā)展。薄壁零件的加工因其剛性差、變形大、同時(shí)還容易產(chǎn)生切削加工振動(dòng)，使其加工質(zhì)量難以保證，很容易產(chǎn)生批量報(bào)廢。

【關(guān)鍵詞】薄壁零件 變形 機(jī)械加工 精度

薄壁零件在車削加工是很常見(jiàn)的種類，因其剛性差、受夾緊力和熱變形大、如果切削參數(shù)選擇不合理還容易產(chǎn)生振動(dòng)，加工尺寸精度和位置精度都不易保證，正確的裝夾方式和合理的切削參數(shù)是減小薄壁零件加工變形的有效方法。

一、薄壁零件的裝夾方式

1.徑向夾緊變軸向夾緊

在車削加工中通常使用三爪卡盤夾持工件，

為三點(diǎn)徑向夾緊。夾緊后工件非常容易產(chǎn)生三角形，

產(chǎn)生報(bào)廢。如圖一。

在工件形狀準(zhǔn)許的情況下如果使用軸向夾緊，此時(shí)夾緊力的方向與切削力的方向一致，徑向受力很小，而且軸向夾緊為面接觸，能以較小的夾緊力起到較大的夾緊作用，能大大減少工件的夾緊力變形。通常使用的軸向夾緊方式有短圓柱芯軸配合扇形頂尖和長(zhǎng)圓柱芯軸配合螺紋墊圈方式，如圖二、圖三。

2.改變夾具形狀分散受力點(diǎn)

當(dāng)工件壁厚比例不是很大的情況下，可以采用增大工件受力面積分散受力的方式進(jìn)行夾緊，如使用扇形軟爪、開口套等輔助夾具。在制作扇形軟爪時(shí)，其扇形軟爪內(nèi)圈直徑應(yīng)和被加持工件表面直徑相當(dāng)，如果軟爪內(nèi)圈直徑過(guò)大會(huì)產(chǎn)生三點(diǎn)受力的現(xiàn)象，如圖四，而軟爪內(nèi)圈直徑過(guò)小會(huì)產(chǎn)生六點(diǎn)受力的現(xiàn)象，如圖五。兩者都會(huì)因受力面積過(guò)小而造成夾緊力變形。在加工軟爪時(shí)應(yīng)保證內(nèi)圈直徑比被加持外圓直徑大0.01-0.04mm，并且保證軟爪表面粗糙度在Ra1.6以內(nèi)。

制作開口套時(shí)開口套的壁厚應(yīng)盡可能厚，內(nèi)圈直徑應(yīng)比加持外圓直徑大0.05-0.1mm，如果開口套內(nèi)圈過(guò)小在裝夾工件時(shí)容易刮傷工件表面造成被加工工件表面質(zhì)量不合格。

二、薄壁零件加工工藝編排

薄壁工件加工時(shí)很容易受切削力和切削熱的影響。當(dāng)粗加工余量較大時(shí)，應(yīng)盡可能做到粗加工、半精加工、精加工分開，并且粗加工后應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行去應(yīng)力處理，以減少切削應(yīng)力對(duì)工件產(chǎn)生的變形。另外在加工過(guò)程應(yīng)充分冷卻，減少工件的熱變形。從而提高加工精度。

三、合理選擇刀具及切削參數(shù)

1.刀具的選用

在車削薄壁零件時(shí)，刀具的主偏角應(yīng)盡可能為90-95度，刀刃

傾角取正值，刀尖應(yīng)保持鋒利。目前車削加工一般使用機(jī)架刀片，刀片的刀尖半徑值應(yīng)盡可能小，通常使用R0.2或者R0.4。另外刀具的副偏角盡可能選擇較大的刀片，減少修光刃的長(zhǎng)度，降低加工振動(dòng)。推薦使用DCMT型、TBMT型和VBMT型為精加工刀片。

2.切削參數(shù)的選擇

薄壁零件的剛性差，受切削力影響變形較大，在加工時(shí)應(yīng)選擇高切削速度，小被吃刀量的方法。雖然高速切削會(huì)提高切削溫度，但因高速切削切屑與工件分離速度較快，熱量被切屑帶走，大部分切削熱還沒(méi)有傳遞到刀具和工件上。采用高速切削方式不僅解決低速切削生產(chǎn)效率低的問(wèn)題，也解決了中速切削易產(chǎn)生積屑瘤的問(wèn)題。

四、結(jié)束語(yǔ)

切削加工薄壁零件時(shí)，還可以根據(jù)工件形狀使用橡皮筋對(duì)工件進(jìn)行包裹；使用橡膠軟管、濕布條、橡皮泥等對(duì)工件進(jìn)行填充后在進(jìn)行加工。另外，應(yīng)根據(jù)工件的精度形狀等選擇適合的設(shè)備和裝夾方式，精加工時(shí)應(yīng)遵循內(nèi)外交替加工的方式，嚴(yán)格控制刀具加工工件數(shù)量等。

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