薄壁类零件车削加工工艺方法

薄壁类零件车削加工工艺方法　王建中，陈陆帮　（中国电子科技集团公司第３８研究所，安徽合肥２３００３１）　摘　要：薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门，因为它具有质量轻、节约材料和结构紧凑等特　点，为了解决薄壁零件在加工过程中所存在的问题，本文以典型轴类薄壁零件为例对其加工方法进行了　较为全面的分析，并总结出了一些实际可行的加工方法，为同类薄壁零件加工提供了借鉴。实践证明，合　理的加工方法、装夹方式及切削参数攻克了此类零件的加工工艺问题。　关键词：薄壁类零件；刀具角度；变形　中图分类号：ＴＨ　１６　文献标志码：Ａ　Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｔｈｉｎ—ｗａｌｌ　Ｗｏｒｋ　Ｐｉｅｃｅ　Ｔｕｒｎｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ＷＡＮＧ　Ｊｉａｎｚｈｏｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｌｕｂａｎｇ　（Ｎｏ．３８　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｅｆｅｉ　２３００３１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｎ—ｗａｌｌ　ｗｏｒｋ　ｐｉｅｃｅｓ　ｈａｖｅ　ａｌｒｅａｄｙ　ｂｅｅｎ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ａｌｌ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｐａｒｔｓ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｗｅｉｇｈｔ，ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓａｖｉｎｇ，ｃｏｍｐａｃｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ，ｆｏｒ　ｓｏｌｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｈｉｎ—ｗａｌｌ　ｐｉｅｃｅ　ｔｕｒｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｎ　ａ　ｇｒｅａｔ　ｄｅａｌ　ｏｆ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｙｐｉｃａｌ　ａｘｉｓ　ｔｈｉｎ—ｗａｌｌ　ｗｏｒｋ　ｐｉｅｃｅｓ　ｆｏｒ　ｉｎｓｔａｎｃｅ，ａｎｄ　ｇｏｔ　ｓｏｍｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｐｉｅｃｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒｅａ—　ｓｏｎａｂｌｅ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｃｏｕｌｄ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｗｏｒｋ　ｐｉｅｃｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｈｉｎ—ｗａｌｌ　ｗｏｒｋ　ｐｉｅｃｅ，Ｔｏｏｌ　ａｎｇｌｅ，Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　在制造业中，把厚度与直径比超过１：５Ｏ的零　件称为薄板类工件，简称薄板件。由于薄板件质量　　【轻、用料少、结构紧凑，随着近几年国防事业的发展，　◎ｌ　０．Ｏ３　－　对军品产品的要求越来越高，同时对机械加工零件　的精度也提出了更高的要求，所以在电子行业中得　到了越来越广泛的应用。但薄板件的轴向尺寸小，　装夹基准面小，容易变形，不易保证加工质量，因而　ｇ　２。　其加工成了行业内的棘手问题。本文通过加工摸　ｐ－．　雹　。　索，总结出了一种加工方法，经过多次实践证明，此　Ｉ、　蔷　々　方法有效地解决了该类零件的加工问题。　１　１　工件要求与工艺分析　ｉ刀ｊ０．０２卜　—　互匝　２５４）．０１５　１．１工件要求　如图１所示，该工件材料为Ｈ６２Ｒ，外圆￣２０２－－＿　＿－４０．０２　ｍｍ，台阶外圆￣１７６５ｏ￣：Ｏ０２４　ｍｍ深度２　ＩＴＩｍ，　内孔台阶　１７２　‘　ｍｍ，控制壁厚２±０．０１５　ｍｍ，保　６　∞证平面度０．０２　ｍｍ。此工件加工难度是如何控制　平面度在允许范围内。　图１工件结构图　１．２工件加工分析　３）由于工件刚性差，在切削过程中易产生振动　薄板件加工的最大瓶颈是壁薄和易变形，而影　和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表　响变形的因素有很多，主要体现在以下几个方面：　面粗糙度；　１）装夹引起变形，由于径向夹紧力的作用，从　４）由于工件薄，切削热的产生引起工件热变　而影响工件尺寸与形状精度；　形；　２）切削过程中受车削力挤压与牵引导致工件　５）当每切除一层金属层时，由于应力释放，造　变形；　成变形；　６）其他因素引起变形，如机床振动等。　・２６・　《新技术新工艺》・数字技术与机械加工工艺装备　２０１０年　第１１期　２解决方案　通过以上的分析，薄板件在车削加工过程中，主　要难点就是如何防止和减小工件的变形，可以通过　以下几种方法有效减小加工变形。　１）采用扇形软卡爪和芯轴装夹工件，防止工件　失，导致零件飞出。此类零件必须采用很小的装夹　力装夹，以防止在加工中变形。　６）其他解决措施。如选择柴油为冷却润滑液，　既能降低工件的表面粗糙度，同时又能减少切削热，　防止工件变形。并且将机床各滑动部位间隙调小，　增加自身刚性，以减小机床震动。　变形。扇形软卡爪增加了装夹时的接触面，使夹紧　力均匀分布在工件夹紧面上；芯轴装夹将主要造成　工件变形的轴向夹紧力改为径向加紧，且径向夹紧　３　结语　薄板类零件在我所产品中大量存在，如何保证　工件加工精度一直是困扰我们的一个难题。在加工　中感触最深的是在如何保证可行性、经济性的前提　下，充分挖掘现有设备、资源的潜力，采取合理的装　力由内向外分布，防止装夹变形。　２）选择合理的刀具角度和切削方向，减小工件　变形。由于刀具钝会将薄板顶向轴向切削力方向，　造成变形，刀具过于锋利，虽然能实现微量切削，但　夹方式，最终又好又快的完成加工。通过在实践中　摸索，已得出一套成熟的加工方法。通过交流经验　会将薄板拉向轴向切削力的反方向，同样造成工件　变形。经过多次实践，最合理的刀具角度是：采用Ｒ　型圈屑槽，主前角为２５。～３Ｏ。，主后角为６。～１Ｏ。，主　偏角为９１。～９３。，副偏角为６。～８。，刃倾角为０。～　与加工心得，薄板类零件加工很少出现不合格现象，　提高了产品的质量。通过实际加工，多次总结检验，　很好地保证了零件的加工精度，提高了合格率。　３。。刀尖用油石去刺即可，将刀具横向夹紧在刀架　上，刀具由中心向外切削。实践证明，此切削方向比　较合理，工件不容易变形。刀具参考见图２所示。　参考文献　Ｃ１］高翔，王勇．薄壁零件精密数控铣削关键技术研究［Ｊ１．　机床与液压，２００９（９）：１４—１７．　［２］戴德君．薄壁零件的车削ＥＪ］．机械工人（冷加工），２００１　（９）：１４７．　Ｅ３］袁淑英，陈利平．薄壁零件的车削［Ｊ］．通用机械，２００３　（６）：３４—３５．　作者简介：王建中（１９６８一），男，技师，主要从事机械加工工　作。　收稿日期：２０１０年５月２０日　责任编辑图２刀具不愿图　吕菁　３）增加半精车热处理工序，将变形应力释放。　在粗车过后，增加半精车，将工件薄板处径向尺寸只　留０．３～０．５　ｍｍ余量，并在半精车后加热处理，退　火时将工件平放在铸铁平板上，温度控制在３００℃　左右，这样能热校平，同时也可释放内应力，减小工　件变形。　４）合理的切削用量。精车时，走刀量为０．０５～　０．０７　ｍｍ／ｒ，背吃刀量为０．０５５～Ｏ．０７５　ｍｍ，切削速　度为６５　ｍ／ｍｉｎ以下，这样能消除切削过程中刀具　引起的振动，特别是６５　ｍ／ｒａｉｎ以下的切削速度避　开了薄板与机床的共振，避免了切削时振动引起的　变形。　５）改进机床，减小夹紧力。在机床电路内增加　变频器，使机床可以实现慢启动，这样薄板件可在很　小的夹紧力下夹持，避免机床启动时夹紧力突然消　新技术新工艺》・数字技术与机械加工工艺装备　２０１０年　第１１期　・２７・