趙紅昭

[摘 要]在機(jī)械加工制造過程中，薄壁零件的數(shù)控加工是常見的加工形式之一，其加工工藝的選擇對于加工精度具有十分重要的作用。文章就此探討了薄壁零件數(shù)控車削加工工藝內(nèi)容，具體工藝方案分析參考文章內(nèi)容。

[關(guān)鍵詞]薄壁零件；數(shù)控車削；加工工藝

金屬薄壁零件具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕以及節(jié)省材料等的特點，其在生產(chǎn)過程中得到了廣泛應(yīng)用。由于零件壁薄，強(qiáng)度較弱，剛性差，導(dǎo)致其在加工過程中容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，質(zhì)量難以保證。因此，在實際加工的過程中，加工人員需要設(shè)計專用的工裝夾具，制定出切實可行的加工工藝措施，以減少加工變形，保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率。

一、影響薄壁零件加工精度因素分析

影響薄壁零件加工精度的因素是多方面的，機(jī)床、刀具、工件以及工件的裝夾、切削過程的切削力、切削熱等都會引起零件的加工誤差。具體因素分析見圖1所示。

二、薄壁零件的工藝分析

某型號產(chǎn)品的薄壁套筒零件見圖2。該零件為小批量生產(chǎn)，材料為1Cr18Ni9Ti，毛坯為￠110mm×180mm，長度公差為±0.3mm，表面粗糙度為1.6μm，最薄壁厚僅為0.3mm，是一個典型的薄壁零件。

加工難度分析：

該零件的加工材料屬于不銹鋼，其切削加工性較差，相對可切削性約為0.3～0.5之間，是一種難切削材料，其難加工性主要表現(xiàn)在為：首先，塑性、韌性、延伸率、斷面收縮率和沖擊值都較高，所以切屑不易切離、卷曲和折斷，切屑變形消耗的能量增多，且大部分能量轉(zhuǎn)化為熱能，使切削溫度升高。其次，高溫強(qiáng)度和高溫硬度高，在700℃時仍不能降低其機(jī)械性能，故切屑不易被切離，切削過程中切削力大，刀具容易磨損。再次，加工硬化傾向高，這就增加了工件切削時的摩擦、磨損和切削力，容易使刀具磨損，影響工件的表面粗糙度。最后，切削過程中容易粘刀，形成積屑瘤，從而影響零件表面的加工質(zhì)量。

該零件筒壁厚度不均勻，最薄壁厚僅0.3mm，最厚處也不過0.9mm。采用常規(guī)裝夾方法，變形太大，難于保證其尺寸精度，需設(shè)計專用工裝夾具。

三、加工工藝方案制定

1.加工設(shè)備選擇。根據(jù)零件選用的材料及加工精度和形狀的要求，選用SINU-MERIK802D數(shù)控系統(tǒng)的CK6140型四工位回轉(zhuǎn)刀架數(shù)控車床進(jìn)行加工。

2.工裝夾具的設(shè)計方案。通過對零件分析，加工人員需要設(shè)計出一套可以外夾也可以內(nèi)卡的專用夾具。當(dāng)加工零件的外輪廓時，其利用專用夾具支撐起整個內(nèi)壁；當(dāng)加工內(nèi)孔時，裝夾零件的外圓。設(shè)計一個與內(nèi)外圓周接觸面較大的夾爪，使用原有機(jī)床上的卡盤，將夾爪安裝在卡盤上，沿用機(jī)床本身的氣壓夾緊，增大夾具與工件的接觸面積，減少加工變形的產(chǎn)生。

3.刀具的選擇。薄壁管零件在車削的過程中，合理使用刀具的幾何參數(shù)對車削時產(chǎn)生的熱變形、切削力的大小還有工件表面微觀質(zhì)量都是非常重要的。主要考慮以下幾點的影響：

第一，前角的影響：前角增大，則切削力就變小，進(jìn)而使得切削變形和摩擦力減少，但是前角過大，楔角減小，刀具強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致刀具散熱變差，磨損加快；

第二，后角的影響：刀具后角增大，刀具摩擦力變小，切削力也變小，但后角過大，會減弱刀具強(qiáng)度；

第三，主偏角的影響：改變主偏角的大小可以調(diào)整徑向切削分力和軸向切削分力之間的比例，主偏角增大時，徑向切削分力減小，軸向切削分力增大，車薄壁零件內(nèi)外圓，一般選取較大主偏角；

第四，其他參數(shù)的影響：在進(jìn)行精加工的時候，要求其刀柄剛度要高，車刀的修光刃不能夠太長，且車刀刀刃一定要鋒利。其具體的選擇如表1所示。

4.切削用量的選擇。在進(jìn)行薄壁零件的加工過程中，若是切削用量選擇的不合理，則很容易產(chǎn)生表面應(yīng)力，影響工件的表面質(zhì)量，并且還會產(chǎn)生大量的切削熱，增大工件的變形程度，所以切削用量的選擇至關(guān)重要。對于該零件，鏜內(nèi)孔和車外圓時取線速度為120～150m/min；粗加工進(jìn)給速度取0.2～0.3mm/r，精加工進(jìn)給速度取0.05mm/r；粗加工背吃刀量取1～2mm，精加工背吃刀量取0.2～0.5mm。

5.走刀路線確定。為保證內(nèi)外輪廓尺寸要求，綜合考慮走刀路線先加工內(nèi)孔，再利用芯軸固定，加工外圓輪廓。

6.加工工序確定

第一， 三爪卡盤，夾持外圓，粗車左端面；第二，粗車外圓￠102mm長127mm；第三，調(diào)頭裝夾定總長152mm；第四， 粗車外圓臺階輪廓￠71*25mm第五，鉆通孔￠66至155mm長；第六，擴(kuò)孔至￠98mm；第七，半精車去除內(nèi)孔余量全部預(yù)留0.5mm，便于精加工；第八，精加工內(nèi)孔至圖樣尺寸；第九，裝上漲力芯軸，把作為裝夾基準(zhǔn)，半精加工外形面留0.3mm余量。第十，精加工外圓￠69.8、￠100.7mm。

四、結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行薄壁零件加工的過程中，為了減少加工變形，提高加工精度，相關(guān)加工人員需要設(shè)計出合理的加工方案，在確保加工質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，提高加工效益。

參考文獻(xiàn)：

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