薄壁套件加工工艺综述

论文导读:：薄壁套件在结构上与刚性套件的区别为“壁薄”，其加工时在各影响因素的作用下，主要技术难点为变形较大，加工精度难以保证。本文主要分析引起变形的各影响因素，继而探析减小变形的有效工艺措施，并通过生产实例进行工艺验证，取得较好的实际良效，有效地保证了其加工精度要求。
论文关键词：薄壁套件，工艺分析，应用实例

　　 俗话说“车工最怕车细长轴、薄壁套”，此话不无道理。套类零件是用来支承旋转轴及轴上零件或用来导向的，该类零件的主要表面是内孔和外圆，其主要技术要求是内孔及外圆的尺寸以及圆度要求；内外圆之间的同轴度要求；孔轴线与端面的垂直度要求。薄壁套类零件壁厚很薄，径向刚性很差，在加工过程中受切削力、切削热及夹紧力等诸多因素的影响，极易变形，且变形程度严重，导致以上各项技术要求难以保证。针对这些问题机械论文，结合本人多年的生产实践经验，本文对薄壁套类零件加工过程中装夹方法、切削用量、刀具几何角度等做了深刻的探讨，以供大家参考、共享。
　　一、薄壁套件的加工工艺分析
　　1、工件装夹方法 薄壁类零件在加工过程中如果采用普通装夹方法，会因为产生很大的变形而无法保证加工精度。例如用三爪自定心卡盘夹持薄壁套筒镗孔：夹紧后套筒呈三棱形（图1a），虽然镗出的孔成正圆形（图1b），但松开后，套筒的弹性恢复使已镗成圆形的孔变成了三角棱圆形（图1c）。
　　
　　（a）三爪自定心卡盘装夹（b）镗孔后
　　
　　（c）松开后（d）开口过渡环装夹
　　图1套筒夹紧变形误差
　　故薄壁类零件的装夹，一般应增大工件的支承面和夹压面积，或增加夹压点使之受力均匀，并减小夹压应力和接触应力，必要时可增设辅助支承，以增强工件的刚性。具体措施如下：
　　 （1）采用工艺凸台装夹 车削时在坯料上预留一定的夹持长度，在工件完成内孔、外圆及端面的加工后切掉。这样不但防止了工件产生太大变形，而且保证了内孔、外圆及端面间的位置精度。但这种方法在应用中局限性而且会造成材料的浪费。
　　 （2）增加夹压点或夹压面积 通过增加夹压点或夹压面积减小零件的变形或使变形均匀化。如：采用专用卡爪或开口过渡环装夹（图1d）；采用液性塑料自定心夹头或弹簧夹头装夹；采用传力衬垫装夹等。
　　 （3）变径向夹紧为轴向夹紧 使夹紧力作用在刚度较大的轴向，避免了径向发生大的变形。
　　2、切削用量的选择 为减少工件振动和变形，应使工件所受切削力和切削热较小论文提纲怎么写。在切削过程中产生的切削力可以分解为三个分力：主切削力Fz、进给抗力Fx、吃刀抗力Fy。切削力的经验公式为：
　　
　　（1）
　　
　　式中 CFz、CFx、CFy--------系数
　　XFzYFz XFx YFx XFy YFy-----指数
　　ap------背吃刀量
　　f--------进给量
　　其中吃刀抗力Fy作用在机床和工件刚度最差的方向上，容易引起切削振动和工件的弯曲变形，影响加工精度和工件表面质量。
　　切削热计算公式为：
　　Q=Fzvt (2)
　　式中 v——切削速度
　　t——切削时间
　　从以上两式中可以看出机械论文，切削用量应该选较小值，但考虑到生产率及加工塑性材料时避开积屑瘤的影响等，一般背吃刀量和进给量取较小值，而切削速度取较大值。从式（2）中可以看出切削速度增大后产生的热量会增多，但同时工件与刀具的相对运动速度也提高，使热量来不及传到工件上而大部分被切屑带走，因此，对加工的影响并不会增大。
　　3、刀具角度的选择 加工薄壁类工件的刀具刃口要锋利，一般采用较大的前角和主偏角，但是不能太大，否则会因刀头体积的减小而引起强度、刚度下降，散热性能变差，最终影响加工精度。刀具角度的取值与工件的形状、材质以及刀具自身的材料有关。
　　二、应用实例
　　 加工如图2所示的薄壁套，除了图中所示的要求外，内外圆还有0.02mm的同轴度公差。
　　
　　图2薄壁套
　　1、夹具设计 加工可以先加工内孔和一个端面，此时留较大的余量，采用开口过渡环装夹；在最后一道工序中采用如图3所示的夹具装夹加工外圆。该夹具的核心元件是弹性套5，在心轴1上装有一对锥套2和6机械论文，拧动螺母8使其向右移动时，锥套给弹性套一个径向力，将工件4胀紧，反方向拧动时工件松开。其中定位销3和7是防止弹性套与锥套以及锥套与心轴之间的相对转动。该夹具使夹紧力均匀作用在工件的内表面上，不但减小了工件因变形而引起的加工误差，而且因为消除了径向间隙而提高了定位精度，能够很好地保证内外圆的同轴度要求。
　　
　　图3弹性心轴
　　1.心轴 2、6.锥套 3、7.定位销
　　4.工件 5.弹性套 8.螺母
　　2、刀具几何参数的选择如图4所示。
　　
　　（a）外圆精车刀（b）内孔精车刀
　　图4刀具几何参数
　　3、精车切削用量的选择见附表。
　　切削用量选择表
　　

4、通过实际切削加工表明，用以上的夹具装夹，变形较小，能够保证形状及同轴度的要求。刀具几何参数及切削用量的选择也较为合理，工件的各项要求均有明显的提高。

参考文献：
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