关于环形类薄壁零件的加工工艺分析

孙少江

摘 要：薄壁零件在加工中对各种影响因素十分敏感，极易产生变形，很难满足精度要求，严重影响产品质量，因而成为机械加工中的一大难题。本文就环形类薄壁零件的加工工艺进行说明。

关键词：影响因素；加工精度；加工工艺

一般认为，在壳体件、套筒件、环形件、盘形件、平板件、轴类和特形件中，当零件壁厚与内径曲率半径或轮廓尺寸之比小于1/120时，称作薄壁零件。

1 影响加工质量的因素

对于薄壁零件加工精度的影响因素主要有以下几个方面：

（1）毛坯刚性低； （2）毛坯本身有形状误差；（3）装夹时零件产生弹性；（4）切削过程中零件产生变形；（5）机床、夹具、附件本身刚性不足；（6）加工过程中热变形增大零件形位误差；（7）切削振动造成加工误差；（8）加工后残余应力导致零件变形；（9）零件在搬运、装配、调试过程中产生变形。上述诸原因中，零件弹性变形是主要原因，其次工艺系统热变形和零件的残余应力也是引起变形的重要原因，因此要获得尺寸、形状、位置精度稳定的零组件，是一项系统工程。

2 提高加工精度的方法

在实际生产中，提高薄壁零件精度的方法主要有以下几点：

1）工件分粗、精加工，粗加工时夹紧力大些，精加工时，夹紧力小些；

2）刀柄刚度要高，车刀修光刃不宜过长，刃口要锋利；

3）增大装夹接触面，使工件夹紧时不易产生变形；

4）采用轴向夹紧工件，使工件轴向刚性变大，不易产生变形；

5）增加工艺肋，以增加此处刚性，加工完毕后再去除；

6）充分浇注切削液，降低工件切削温度，减少工件热变形；

7）合理确定加工方案，先粗后精、先近后远、先内后外、走刀路线最短以及特殊情况特殊处理.

对于加工精度要求较高的薄壁零件，应把粗加工、半精加工、精加工分开进行，以避免粗加工时引起的弹性变形、热变形等各种变形。

3 典型薄壁零件的工艺分析

如下图1所示的零件：

3.1 根据图示确定加工工艺

（1）加工方式：加工中心立铣；

（2）加工设备：华中数控系统的立式加工中心；

（3）毛坯材料：45钢 150mm×120mm×26mm；

（4）加工刀具：Φ10立铣刀、Φ8立铣刀、Φ8.5和Φ9.8的钻头、Φ10H7的铰刀；

（5）切削用量：如下表1所示；

（6）工艺路线：如下表1所示；

（7）夹具选用：采用平口钳装夹零件

3.2 加工中需注意点

（1）加工步序

由于零件壁厚比较小，加工过程中容易受力产生变形、扭

曲，从而影响加工质量，所以，薄壁零件的加工要求严格按照

先粗后精、先內后外的加工步骤。

（2）主轴转速

n主要根据允许的切削速度nc（m/min）选取

式中：

vc—切削速度，由刀具的耐用度决定；

D—工件或刀具直径（mm）。

（3）刀具、切削液

薄壁零件的车铣削加工要求刀具具有刀尖锋利、硬度高、

钢性好、耐磨、耐热的特点，而且，在加工过程中还需要

充分浇注切削液，以降低刀具温度，减少工件变形，从而获

得精度高、质量好的零件。

（4）切削用量

切削用量是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件材料性质选取。高速钢

根据以上各种情况、要求、以及注意事项，加工后的产品

图2如下：

4 结束语

本文对典型薄壁零件的加工过程、工艺、及注意事项

进行了简单阐述和分析，薄壁零件的加工具有容易变形、

精度难控制、条件要求高等难点，但是，我们通过对零件

的工艺进行分析，选择合理的切削要素，还是能够大大的

提高零件的精度及加工质量，从而获得理想的零件。

参考文献

[1]《机械加工工艺基础》长沙中南大学出版社 周增文 主编

[2]《UGNX5.0 数控加工典型范例》电子工业出版社郑贞平、喻德和张小红等编著

[3]《数控加工工艺》山东科学技术出版社 崔兆华 主编