套类薄壁零件车削加工方法研究

谢国正

摘 要：本文通过分析，提出针对车削套类薄壁零件时易产生的问题，采用辅助装夹方法，结合合理选择刀具角度和切削量，有效地解决车削套类薄壁零件的难题。

关键词：套类薄壁零件 夹具 刀具 切削量

套类薄壁零件刚性差、强度弱，在车削加工中极容易变形，它是车削加工中常遇到的问题。对于大批量生产的套类薄壁零件，必须通过工艺的合理安排才能保证加工质量，为此笔者采用一种套类薄壁零件加工方法，较好地保证了加工精度。

一、造成套类薄壁零件加工困难的原因

在套类薄壁零件的车削加工中，零件的刚性是工艺系统刚性的薄弱环节，其具体原因如下：

第一，在夹紧力和切削力的作用下，如果采用传统的三爪卡盘装夹（图1）会使零件产生变形；

第二，在车削过程中会产生切削热，切削热极易引起工件（特别是薄壁零件）热变形；

第三，在切削力（特别是径向切削力）的作用下，刚性差的套类薄壁零件容易产生振动。

图1

二、解决套类薄壁零件加工困难的方法

加工套类薄壁零件（如图2），为了克服刚性差的问题，一般采用两种装夹方式：一是轴向夹紧，二是膨胀芯轴夹紧。

图2

1.设计合理的夹具

根据套类薄壁零件的特点，我们应采用膨胀芯轴的夹紧方式，如图3所示。

图3

夹具结构说明：

（1）件1为夹具主体，左端是与主轴内锥配合的莫氏外錐（通过拉杆固定在主轴上），右端锥度与件2配合。

（2）件5为锥螺杆，左端为M16螺纹与件1配合，中间锥度与件2配合，右端为外六方形供装拆工件时使用。

（3）件2为锯成三块的锥套，如图4所示。它们通过外圆表面2mm槽内的橡皮筋（件3）捆成锥套，左右两端组成的内锥分别与件1和件5配合。

（4）件4为工件。

图4

2.合理刃磨刀具（外圆车刀、内孔车刀）

（1）粗车刀。刃磨的粗车刀要保证有足够的强度，但应比切削其他类型零件使用的粗车刀锋利。粗车刀主偏角90°、副偏角8°～10°、前后角各约3°～5°、刃倾角1°～3°、切削刃倒棱0.3 f左右、刀尖圆弧半径0.2mm左右，并有卷屑槽。

（2）精车刀。在保证车刀足够的强度基础上精车刀应更锋利，以减小切削阻力和切削热。精车刀主偏角90°、副偏角8°～10°、前后角各约10°～13°、刃倾角1°～3°、切削刃倒棱0.15 f左右、刀尖圆弧半径0.1mm左右、修光刃1.2 f左右，并有卷屑槽。

3.分析工艺过程

加工步骤：

（1）装夹毛坯外圆，平端面；

（2）粗加工孔，留余量1～2mm；

（3）精加工孔，倒角；

（4）调头，利用夹具（图3）装夹，平端面控制总长度尺寸；

（5）粗车外圆，留余量0.5～1mm；

（6）精车外圆，倒角；

（7）拆卸工件，完成加工。

4.合理选择切削量

（1）在粗车内孔时，选择主轴转速每分钟300～350转，进给量0.15～0.2mm，切削深度0.2～0.5mm。

（2）在精车内孔时，选择主轴转速每分钟500～600转。为提高表面粗糙度值，选用较低进给速度为0.1mm左右，切削深度0.1～0.15mm。

（3）在粗车外圆时，选择主轴转速每分钟400～500转，进给量0.2～0.25mm，切削深度0.2～0.5mm。

（4）在精车外圆时，选择主轴转速每分钟700～900转，进给量0.1mm左右，切削深度0.1～0.15mm。

三、在加工过程中应该注意的问题

（1）为防止在车削时工件打滑，在安装夹具时一定要拧紧。

（2）为降低切削热对工件的影响，车削时要使用冷却液，如使用数控车床，可进一步保证环保及加工精度要求。

（3）要牢记安全规程，文明操作。

（作者单位：漯河技师学院）