内孔加工.doc

车床加工薄壁零件内孔的方法和技巧摘 要：在使用车床加工薄壁零件时，由于薄壁零件刚性差,加工内孔时容易引起变形,影响零件的加工精度，是车削加工中的难题。结合多年工作经验，总结出通过掌握薄壁零件的安装和夹紧，从而减少加工中的变形；选择合理的切削用量、刀具的切削角度和几何参数以及选用适合的切削液，大大提高了薄壁零件加工的质量。关键词：车床；薄壁零件；内孔加工1 前言薄壁零件因为它具有重量轻，节约材料，结构紧凑等特点，已日益广泛地应用在各工业部门,尤其在模具、航空航天和汽车工业等领域应用更为广泛。但薄壁零件的加工是车削中比较棘手的间题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。为此对薄壁零件的装夹，刀具的合理选用，切削用量的选择，进行了大量的试验，为今后更好地加工薄壁零件，保证质量，提供了理论依据。2 装夹方式的改变图 1 所示为套类薄壁零件。它的内外圆直径差很小，强度当然就弱，如果在卡盘上夹紧时用力过大，就会使薄壁零件产生变形，造成零件的圆度误差。如果在卡盘上夹得不紧，在车削时有可能使零件松动而报废。夹紧力的大小，我们采取粗车时夹紧些，精车时夹松些来控制零件的变形。从图 2 中可以看到零件是在三爪自定心卡盘上装夹，零件只受到三个爪的夹紧力，夹紧力不均衡，从而使零件变形。如果将零件上的每一点的夹紧力都保持均衡，换句话说，就是增大零件的装夹接触面，而减少每一点的夹紧力。如图 3 所示，采用开缝套筒或扇形软卡爪，通过试验证明：后一种方法夹紧，零件的变形小，方法可行。如果我们转移夹紧力的作用点，如图 4 所示，由径向夹紧改为轴向夹紧，通过试验分析：轴向夹紧力的正应力约为径向夹紧力的 1/6，零件的变形很小，也可以说明轴向压紧方法有利于承载夹紧力，而不致使零件变形。3选用合理的切削用量薄壁零件车削时变形是多方面的。装夹工件时的夹紧力，切削工件时的切削力，工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形，都会使切削区温度升高而产生热变形。切削力的大小与切削用量密切相关。从金属切削原理中可以知道:背吃刀量 ap，进给量 f，切削速度 V 是切削用量的三个要素。在试验中发现:（1）背吃刀量和进给量同时增大，切削力也增大，变形也大，对车削薄壁零件极为不利。（2）减少背吃刀量，增大进给量，切削力虽然有所下降，但工件表面残余面积增大，表面粗糙度值大，使强度不好的薄壁零件的内应力增加，同样也会导致零件的变形。所以，粗加工时，背吃刀量和进给量可以取大些;精加工时，背吃刀量一般在 0.2 0.5 mm，进给量一般在 0.1 0.2 mm/r，甚至更小，切削速度 6 120 m/min，精车时用尽量高的切削速度，但不易过高。合理选用三要素就能减少切削力，从而减少变形。4 合理选择刀具的几何角度在加工薄壁管中应从减小切削力和热变形的角度出发，对车刀的几何角度有一定的要求，以主偏在7585为宜，缩小径向力刀具前角应选1530，刃倾角为正，并带有 1.53 mm 的断屑槽，此工件在精加工时刀具的修光刃不宜过长，刃口要锋利，切削液应使用以冷却作用为主的乳化液，并采用合理的转速与走刀量。5 切削液对薄壁零件的影响在车削过程中, 金属切削层因为切削与刀具间、刀具与加工表面间存在着剧烈的摩擦，从而产生很大的切削力和大量的切削热，使工件产生受热变形。刀具受切削热的影响，导致硬度降低，磨损加速，工件表面加工粗糙度增加。切削热的产生，对薄壁工件加工非常不利。通过合理地使用切削液，不仅可以降低工件表面粗糙度，减小15 %30 %的切削力,而且还会降低 100150的切削温度, 从而提高了刀具的使用寿命、劳动生产率和产品质量。为防止工件受切削热影响而发生变形，应充分考虑切削时的冷却问题，不要在高的温度下进行精加工，并注意工件温度对尺寸、形状、精度的影响。6 安排工序以上是对薄壁工件的加工特点、材料特点进行分析总结，并对在加工过程中容易出现的问题进行了解决。下面具体介绍此工件的加工步骤：（1）下料：用车床下料至 48.551 mm。（2）车削扇形软卡爪内圆弧至 48.5+0.01。（3）用扇形软卡夹持 48.5 外圆处，分别车两端面至图纸尺寸。（4）用扇形软卡爪夹持 48.5 外圆处（注意夹紧力不宜过大）车削 43+0.05至图纸要求并去除其两端毛刺。（5）将工件内孔的切削和切削液擦干净。（6）用四爪单动卡夹持胀力心轴体的 A 处并用百分表找正其圆锥面的径向跳动在 0.01 mm 以内，将心轴体与开缝胀力套的圆锥内外表面擦净，涂少许润滑油将开缝胀力心轴体上，装上垫圈和调整螺母。（7）将已车好内孔的工件装夹在胀力心轴上车削外圆 48 mm 及壁厚 t = mm 至图纸要求并去除毛刺。（8）将工件卸下。本装夹方法及加工工艺经过几年的生产实践能够使被加工工件达到图纸要求，并且适应批量生产，降低劳动强度，使生产效率明显提高。7结束语综上所述，无论工件装夹，切削受力变形，受热影响等各方面的原因，都会使工件变形，增加表面粗糙度值，从而使薄壁零件加工精度难以保证。针对薄壁零件的加工所出现的问题采取的一些措施，并分析了这些措施的可行性，得出结论：我们只要根据薄壁零件的特性，正确掌握薄壁零件的安装和夹紧，减少加工中的变形，合理选择刀具几何参数和切削液，薄壁零件的加工质量是可以保证的。参考文献：1 唐永治，靳 龙，陈毅超. 一种薄壁零件的车削加工分析J.建筑