如何解決薄壁套筒類零件在加工中產生變形的難題

薄壁套筒類零件在加工中總是容易產生變形，出現橢圓或中間小，兩頭大的“腰形”現象，不易保證零件的加工質量。它的裝夾設計往往是被大家討論最多的一個點，下面我們分別來看看車削、銑削上的兩項薄壁件夾具設計實例，它們是怎么來解決變形問題的。

Part．1 銑床上薄壁套筒件的加工方案

薄壁套筒工件如圖，鍵槽寬6mm由鍵槽銑刀保證；槽兩側對稱平面對φ45h6軸線的對稱度0．05mm，平行度0．10mm；槽深尺寸8mm。

定位方案與定位元件

確定定位方案并選用定位元件：

夾緊方案及夾緊裝置的設計

▲夾緊機構

▲夾緊機構中的導向和自動松開裝置

夾具結構的設計

1．定位裝置

長V形塊在該夾具中是主要定位元件，消除工件的4個不定度。可在相關國家標準或行業(yè)標準中查取。

支承套：

2．夾緊裝置

▲偏心輪

▲偏心輪支架

3．輔助裝置

▲對刀塊

4．夾具體

5．夾具總圖

1．夾具體 2．圓柱銷軸 3．偏心輪支架 4．偏心輪

5．活動V形塊 6．對刀塊 7．固定V形塊

Part．2 薄壁零件內孔加工工藝方案

工件采用無縫鋼管進行加工，內孔和外壁的表面粗糙度為Ra1．6μm，用車削可達到，但內孔的圓柱度為0．03mm，對于薄壁零件來講要求較高。在批量生產中，工藝路線大致為：下料—熱處理—車端面—車外圓—車內孔—質檢。

“內孔加工”工序是質量控制的關鍵。我們拋開外圓、薄壁套管就內孔切削就難保證0．03mm的圓柱。

車孔的關鍵技術

車孔的關鍵技術是解決內孔車刀的剛性和排屑問題。增加內孔車刀的剛性，采取以下措施：

1．盡量增加刀柄的截面積，通常內孔車刀的刀尖位于刀柄的上面，這樣刀柄的截面積較少，還不到孔截面積的1／4，如下左圖所示。若使內孔車刀的刀尖位于刀柄的中心線上，那么刀柄在孔中的截面積可大大地增加，如下右圖所示。

2．刀柄伸出長度盡能做到同加工工件長度長5－8mm，以增加車刀刀柄剛性，減小切削過程中的振動。

解決排屑問題

主要控制切削流出方向，粗車刀要求切屑流向待加工表面（前排屑），為此采用正刃傾角的內孔車刀，如下圖所示。

精車時，要求切屑流向向心傾前排屑（孔心排屑），因此磨刀時要注意切削刃的磨削方向，要向前沿傾圓弧的排屑方法，如下圖所示精車刀合金用YA6，目前的M類型，它的抗彎強度、耐磨、沖擊韌度以及與鋼的抗粘和溫度都較好。

刃磨時前角磨以圓以圓弧狀角度10－15°，后角根據加工圓弧離壁0．5－0．8mm（刀具底線順弧度），c切削刃角k向為§0．5－1為沿切屑刃B點修光刃為R1－1．5，副后角磨成7－8°為適，E內刃的A－A點磨成圓向外排屑。

加工方法

1．加工前必須要做一件護軸。護軸主要目的：把車好的薄壁套內孔以原尺寸套住，用前后頂尖固定使它在不變形的情況下加工外圓，保持外圓加工質量、精度。所以，護軸的加工對加工薄壁套管的工序是關鍵環(huán)節(jié)。

加工護軸毛胚用45﹟碳結構圓鋼；車端面、開兩頭B型頂尖孔，粗車外圓，留余量1mm。經熱處理調質定形、再精車留0．2mm余量研磨。重新熱處理碎火表面，硬度HRC50，再經外圓磨床磨成如下圖所示，精度達要求，完工后待用。

2．為能使工件一次性加工完畢，毛胚留夾位和切斷余量。

3．先把毛胚作熱處理調質定形，硬度為HRC28－30（可加工范圍的硬度）。

4．車刀采用C620，首先把前頂尖放進主軸錐位固定，為防止夾薄壁套時的工件變形，增加一個開環(huán)厚套，如下圖所示。

為保持批量生產，薄壁套管外圓的一頭經加工為統(tǒng)一尺寸d，t的尺是軸向夾位，個薄壁套管壓緊，提高車內孔時的質量，保持尺寸?？紤]到有切削熱產生，工件膨脹尺寸難掌握。需要澆注充分的切削液，減少工件的熱變形。

5．用自動定心三爪卡盤將工件夾牢，車端面，粗車內圓。留余量0．1－0．2mm精車，換上精車刀把要切削余量加工到護軸滿過度配合和粗糙度的要求。卸下內孔車刀，插入護軸至前頂尖，用尾座頂尖按長度要求夾緊，換外圓車刀粗車外圓，再精車達圖紙要求。經檢驗合格，用切斷刀按長度要求尺寸切斷。為使工件斷開時的切口平整，刀刃口要斜磨，使工件端面平整；護軸磨小的一段就是為了切斷留有空隙而磨小，護軸為減少工件變形，防止振動，以及切斷時掉下碰傷原故。

以上方法加工薄壁套管，解決了變形或造成尺寸誤差和形狀誤差而達不到要求的問題，實踐證明加工效率較高，易于操作，并且適合加工較長的薄壁零件，尺寸易掌握，次性完工，批量生產也較實際。

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