浅谈用常规设备加工微薄零件

任广亮

摘要：对微薄套类零件的加工要求较高的技术操作，也是零件加工的重点环节，直接影响制造业的总体效率。本文总结了微薄零件加工的技术要点和难点，在反复试验分析的基础上，提出了改进微薄零件加工效率和质量的建议和措施， 相比当前所用加工技术，新微薄零件加工方案具有很突出优势和效果。

关键词：常规设备；微薄零件；加工

随着工业水平和技术的不断提高， 许多加工零件正向微小型方向发展，且加工精度要求日益苛刻，机械加工必须做好应对微薄加工挑战的准备。为了解决微薄零件加工技术难题， 本文深入到生产一线，与技术人员面对面探讨应对之策，并总结了一套行之有效的加工方法。

1.微薄零件加工难点分析

本文以某薄壁套类工件材料为例，其壁厚仅为0.4毫米，内、外圆跳动范围为0.03毫米。如果使用普通加工设备，会遇到很大困难，主要难点：

1.1. 难以保证表面质量

刀具切削量与所受阻力成反比。在对超薄零件加工时，由于切削量小，刀具都是在挤压零件，刀尖处作用力大，产生大量热量，高温会导致刀尖韧性降低而磨损损坏，且容易烧坏零件，最终导致零件作废.

1.2. 在机床上装夹工件困难

按照加工要求，在进行最终加工时工件壁厚约为1.7毫米.如果使用卡盘卡爪直接固定工件，由于零件太薄，夹具夹力和切削力都会导致工件发生变形，最终成为废件.如采用顶尖支撑， 将工件套于芯轴上后支承在车床前、后顶尖上进行车削， 能够大大降低工件所受外力。但由于零件壁薄，要在芯轴上进行可靠的轴向和周向定位相当困难.采用常规的轴肩、轴环、花键等定位方法都行不通.所以， 必须采用特殊的胶粘剂粘结的定位方法加以解决。

2 .主要技术措施

2.1. 用胶粘剂进行化学粘合定位

如今，胶粘技术已在多个工程生产领域得到应用。但由于受化学胶粘剂化学特性以及胶粘接合技术等因素的制约， 胶粘技术只局限于在加固粘合等加工场合。将胶粘技术应用到微薄套类零件加工过程当中，必须满足以下几方面的工艺要求：即胶粘工艺要尽量简单易操作；保证主件能在芯轴上可靠胶粘定位； 加工完毕后工件能顺利地从芯轴上分离.

根据上述要求， 通过反厦试验、分析和筛选， 确定采用环氧聚酞胺胶粘剂对工件进行粘合定位.其主要技术性能指标为固化条件： 20～100 ℃ ；使用温度： -150 ℃ 至80 ℃； 剪切强度： 20 ～ 30 0k g /c m ；剥离强度： . 2--3k g /平方厘米， 实际生产证明， 由于薄套与芯轴的粘结接触面积相对较大， 粘胶在粘合固化后具有较高的强度， 具有很大的外力承受能力， 承载能力可达到加工要求， 并且具有抗冲击、抗蠕变性能，韧性好等优点.基本上满足加工的要求.

2.2. 合理选择和优化切削用量

选择科学合理的切削用量，是提高薄件零件加工效率、控制加工成本、保证加工精确度和工件表面质量的有效途径和方式。 有关刀具磨损理论证明，保持切削温度不变的情况下，力具耐磨值会呈现一个最小值。在这个最小值状态下， 切削用量为最优值。切削路程最长， 生产率最高， 其最大值所对应的切削踢度， 称为最优切削温度.实验表明， 各类刀具在切削各种工件材料时， 都会有一最优切削温度范围。

在车削上述微薄套类零件时， 可将实验得出的最优切削温度， 按加工条件和加工工艺要求选定参数值， 从而得出加工此类零件的切削用量最优组合。实验证明， 按照优化组合加工微薄套类零件， 可大大提高劳动生产率和加工精度。

2.3.合理选择刀具的几何参数及加工条件

2.3.1.刀具几何参数的合理选择

通过加大刀具前角的方法，可显著降低切削去的温度；增加后角，可有效降低刀具与零件的摩擦力，从而提高刀具的使用寿命，控制切削温度，提高加工表面质量和刀具的耐用度。

2.3.2. 使用冷却性能良好的切削液。在切削过程中， 使甩冷却液， 是降低切削温度，提高加工质量的主要措施. 为了有效地降低切削温度， 采用热容量较大、导热系数高的水溶剂冷却液和乳化液， 采取大流量浇注方法，

2.3.3. 采用“ 死顶尖” 支承工件，在确定胶粘已固化之后， 芯轴两端的顶尖孔由机床的前、后顶尖支承。当采用“死顶尖” 支承时， 切削过程中， 工件芯轴的转动， 不由机床主轴内孔中的顶尖来带动， 而是由空套在主轴前端的拨盘通过拨杆和鸡芯夹头来带动.这种支承方式与“ 活顶尖”支承比较，可避免机床主轴的旋转误差导致工件加工误差，从而提高薄壁零件的加工质量。

3. 工艺方案设计

综合上述分析结果，改进后的薄件加工工艺，经过多次试验论证后，将该加工技术应用到实际生产活动之中，收到了十分明显的效果。经本文总结和分析，将该工艺操作规范确定如下：

3.1.胶合： 首先要对零件粘贴处进行表面清理，将污迹清除干净，然后再进行胶合工作。值得注意的是，胶层厚度在0. 06 ～ 0. 25 毫米之间时胶合效果最佳.胶粘工作完成后，保持常温状态一天，再进行下一道工序；

3.2.外磨： 顶芯轴中心孔， 磨工件外圆至图纸尺寸；

3.3.化胶： 将工件吊挂在恒温箱内， 加热至140士10 ℃ ， 保温3h 后置常温下冷却， 将工件从芯轴上取出；

3.4.清洗： 将工件浸泡在丙酮溶液中约3min ， 用干净棉纸擦洗工件表面， 除去环氧聚酞胺剂， 整个零件加工过程完成

采用本工艺流程加工微薄套类零件， 加工质量稳定， 各项技术指标均达到有关规定要求.已经在一些工厂投入实际应用， 可以在有条件的工厂推广

4.结束语

综上所述， 微薄套类零件加工技术的改善，能够有效改善机械加工行业总体质量和效率。本文在反复试验的基础上， 创新性提出使用胶粘剂对薄套与芯轴进行化学粘合定位的方法，有效解决了薄件零件加工难题。随着工业技术的不断提高， 相信在不远的将来，薄件加工技术将会得到更好的应用和发展。

参考文献：

[1]姚志标.工业实用粘接方法汇总. 北京： 工业出版社， 2008.

[2]李胜利. 金属切削技术研究.南昌： 南昌大学出版社， 2009.