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薄壁类零件的车削工艺分析
段立波
一.引言
薄壁类零件指的是零件壁厚与它的径向、轴向尺寸相比较相差悬殊一般为几十倍甚至上百倍的金属材料的零件,具有节省材料、结构简单等特点。薄壁类零件已广泛地应用于各类石油机械部件。但是薄壁类零件的车削加工是比较棘手的,具体的原因是因为薄壁类零件自身刚性差、强度弱,在车削加工中极容易变形,很难保证零件的加工质量。如何提高薄壁类零件的加工精度是机械加工行业关心的话题。
二.薄壁类零件车削过程中常出现的问题、原因及解决办法
我们在车削加工过程中,经常会碰到一些薄壁零件的加工。如轴套薄壁件(图1),环类薄壁件(图2),盘类薄壁件(图3)。本文详细分析了薄壁类零件的加工特点、防止变形的装夹方法、车刀材料、切削参数的选择及车刀几何角度。进行了大量的实验为以
后更好地加工薄壁类零件保证加工质量提供了理论依据。
f图1轴套薄壁件
图2环类薄壁件
图3盘类薄壁件1薄壁类零件的加工特点
11因零件壁薄,在使用通用夹具装夹时,在夹压力的作用下极易产生变形,而夹紧力不够零件又容易松动,从而影响零件的尺寸精度和形状精度。
如图4所示,当采用三爪卡盘夹紧零件时,在夹紧力的作用下,零件会微微变成三角形,车削后得到的是一个圆柱体。但松开卡爪,取下零件后,由于零件弹性,又恢复成弧形三角形。这时若用千分尺测量时,各个方向直径相同,但零件已变形不是圆柱体了,这种变形现象我们称之为等直径变形。
f图4三爪卡盘装夹
12因零件较薄,加工时的切削发热会引起零件变形,从而使零件尺寸难以控制。对于膨胀系数较大的金属薄壁零件,如在一次安装中连续完成半精车和精车,由切削热引起零件的热变形,会对其尺寸精度产生极大影响,有时甚至会使零件卡死在芯轴类的夹具上。
13薄壁类零件加工内孔中,一般采用单刃镗刀加工,此时,当零件较长时,如果刀具参数及切削用量处理不当,将造成排屑困难,影响加工质量,损伤刀具。
14由于切削力和夹紧力的影响,零件会产生变形或振动,尺寸精度和表面粗糙度不易控制。如刀具角度不正确或磨损后,导致切削力增大,工件表面会产生颤纹影响表面质量。
f15薄壁类零件刚性差,不能采用较大的切削用量,生产效率低。
因此选择合适的装夹方法,加工工艺,合理的切削用量,刀具材料及角度,减小零件振动,充分冷却和检测都是保证加工薄壁类零件的关键因素。
2薄壁类零件的装夹方法21通用软爪定位装夹:选择合理的夹紧r
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