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薄壁零件车削加工中热变形分析及对策
作者：周友奎来源：《信息技术时代上旬刊》2019年第01期
摘要：薄壁零件的车削是车削加工中的一个难点，这类零件在切削力作用下，容易引起热变形以及产生振动和受力变形，影响工件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度。如何减少因“热”引起零件变形，保证薄壁零件质量？本文从切削用量、刀具的几何角度和切削液的选择三个方面对零件产生热变形的因素、解决办法作一些探讨和分析。
关键词：薄壁零件；变形；切削用量；刀具参数；切削液
一、薄壁零件加工中产生温升的主要因素
切削热是切削过程中的重要物理现象之一。切削所消耗的能量，除了1～2用以形成新表面和以晶格扭曲等形式形成潜藏能外，有98～99转换为热能。大量的切削热使得切削温度升高，这将直接影响刀具前面上的摩擦因数、积屑瘤的形成和消退、刀具的磨损、工件加工精度和已加工表面质量等，所以研究切削产生的“热”是获得加工质量的重要内容。
被切削的金属在刀具的作用下，发生弹性和塑性变形而耗功，这是切削热的一个重要来源。此外，切屑与前面、工件与后面之间的摩擦也要耗功，也产生大量的热量。因此，切削时共有三个发热区域，即剪切面、切屑与前面接触区、后面与过渡表面接触区。
切削塑性材料时，变形和摩擦都比较大，所以发热较多。切削速度提高时，因切屑的变形减小，所以塑性产生的热量百分比降低，而摩擦产生的热量百分比增高。切削脆性材料时，后面上摩擦产生的热量在切削热中所占的百分比增大。切削区域的热量被切屑、工件、刀具和周围介质传出。向周围介质直接传出的热量，在干切削（不用切削液）时，所占比例在1以下。
切削热由切屑、刀具、工件及周围介质传出的比例，可举例如下：（1）车削加工时，切屑带走的切削热为50～86，车刀传出10～40，工件传出3～9，周围介质（如空气）传出1。切削速度愈高或切削厚度愈大，则切屑带走的热量愈多。
（2）钻削加工时，切屑带走切屑热28，刀具传出145，工件传出525，周围介质传出5。
薄壁工件，受热后，就容易产生整体或者局部变形。根据理论分析和大量的试验研究综合起来：加工温度主要受切削用量、刀具几何参数和切削液的影响。
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二、薄壁零件车削加工中减少热变形的对策
（1）根据零件特点、工艺要求选择合理的切削用量
切削用量是影响切削温度的主要因素，切削速度对切削温度影响最大，随切削速度的提高，切削温r