数控车床薄壁零件的加工

林新

摘 要：随着科学技术的不断发展，薄壁零件在工业加工生产的过程中的应用也越来越广泛，薄壁零件具有重量轻、结构密的特性。在加工过程中，其刚度差，强度弱，容易受到振动，其质量难以保证。本文将对薄壁零件加工过程中所出现的状况进行分析，对其加工工艺进行探究，以期提高加工技术，保证高效率生产。

1.数控加工过程中影响薄壁零件精度的因素分析

薄壁零件的重要特点是轻，保证薄壁零件的加工精度是加工生产过程中的难点之一，要想保证加工过程中不出现变形、报废等情况，就必须在加工过程中严格控制加工工艺，严格地控制计算精度。

对薄壁零件的加工，要保证其精度以及避免加工过程中零件受热变形。一般情况下，外壁比较薄的零件在加工过程中一旦受热，都会出现变形等现象，这将导致零件精度差，不符合质量标准。另外，薄壁零件装夹完成后，在粗车、精车过程中，无法避免受热，结果就会出现零件变形等问题。

薄壁零件的材料一般是比较轻薄的，在外界压力下，它会变形，造成薄壁零件发生不同程度的变化。一般而言，薄壁零件在加工过程中受到径向切削力的影响，会出现振动现象，对零件的外观以及表面的粗糙程度都会产生一定的影响。

在薄壁零件的加工过程中，刀具的主偏角一般决定径向的切削力和零件的分配角度，对薄壁零件来说，它的刚性较差，刀具的角度问题会直接造成零件表面粗糙度的不均匀。

2.实际应用中提高薄壁零件加工精度

（1）分析工件特点。通常在利用数控车床加工薄壁零件时，需要考虑两个问题，即装夹的定位与加工精度。下面具体介绍装夹定位。①装夹定位。薄壁零件主要以45号钢作为核心材料，螺纹厚2.0mm。由于该零件比较轻薄，不适合采用三爪卡盘的装夹工艺，加上夹紧力的作用点和车削的受力点之间距离较大，需要车削M24号螺纹。而此时零件的受力增大，但刚性不够，易于发生振动。因而还需全面考虑装夹的定位问题。②零件的加工精度。当前，常用FANUC-0i数控体系的螺纹编辑指令主要包括G76、G92、G32等，其中G76螺纹的车削过程多用斜入式的进刀方式来完成，而G92螺纹的加工虽能取得较高的牙形精度，但因其用直进式的进刀方式进行车削，难免会产生较大的车削力，阻碍切屑排放，同时会加快刀刃的磨损。特别是在车削较大间距的螺纹时因切削力度太大，刀刃损伤快，易于引起螺纹中径出现误差。至于G32，只适合简单螺纹的切削工艺。

从以上对比可以看出，简单地用一个命令用于车削螺纹是不科学的，G92和G76混合编程，螺纹粗加工采用G76，G92进行精加工，在薄壁螺纹加工中将有两个优点：一方面，可以避免因为切割的薄壁零件的变形量；另一方面，可以保证螺纹加工精度。

（2）优化夹具设计。由于工件薄、刚性差，如果采用常规的方法对工件进行装夹和切削加工，将受到轴向切削力和热变形的影响，工件变形，则很难满足技术要求。因此，有必要设计一套适合上述零件的专用夹具。

（3）合理选择刀具。①内镗孔刀采用机夹刀，刀具更换时间缩短，不用刃磨工具，具有良好的刚度，可减少振动变形，防止产生振动痕。②外圆粗、精车均选用硬质合金 90°车刀。③螺纹刀选用机夹刀，尖端角度标准，耐磨，易更换。

（4）切削用量。①内孔粗车时，主轴转速每分钟500～600转，进 给 速 度F0.2～F0.25，留精车余量0.2～0.3mm。

②内孔精车时，主轴转速每分钟1100～1200转，为了获得更好的表面粗糙度，进给速度F0.1～F0.15，采用一次走刀加工完成。③外圆粗车时，主轴转速每分钟1100～1200转，进给速度F0.25～F0.3，留精车余量0.3～0.5mm。④外圆精车时，主轴转速每分钟1100～1200转，进给速度 F0.1～F0.15，采用一次走刀加工完成 。

（5） 加工时的几点注意事项。①工件要夹紧，以防在车削时打滑飞出而伤人和扎刀。②在车削时使用适当的冷却液（如煤油），可减少受热变形等情况发生 ，使其更好地达到标准。

参考文献：

[1]王 蕊.数控车床对薄片、薄壁零件的加工[J].科技与创新，2015，（18）：128-129.

[2]张绍勇.浅析数控车床加工薄壁零件精度的影响因素[J].黑龙江科技信息，2013，（28）：26.

[3]栾绍斌.用数控车床加工精密薄壁零件的工艺探讨[J].纺织机械，2007，（5）：48-50.