如何提高薄壁零件的加工精度精选.doc

技师职业资格鉴定论文 论文题目：如何提高薄壁零件的加工精度 薄壁零件的加工问题，一直是较难解决的。薄壁件目前一般采用数控车削的方式进行加工，为此要对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验，从而有效地克服了薄壁零件加工过程中出现的变形，保证加工精度。影响薄壁零件加工精度的因素有很多，但归纳直来主要有以下三个方面： (1)受力变形因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形，从而影响工件的尺寸精度和形状精度，如图1所示。 (2)受热变形 因工件较薄，切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难于控制。 (3)振动变形 在切削力（特别是径向切削力）的作用下，很容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。  图1 夹紧力的影响 既然影响薄壁件加工精的因素找到了，那么我们将如何提高薄壁零件的加工精度呢？接下来将通过具体实例来介绍提高薄壁件加工精度和效率的措施。 图2所示的薄壁零件，是我用数控车床对外加工产品中难度较大的零件。采用的设备是配备了广州数控系统GSK980T的数控车床。为了提高产品的合格率，我们从工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行综合考虑，实践证明，有效提高了零件的精度，保证了产品的质量。 图2 示例零件 1. 工件特点分析 从零件图样要求及材料来看，加工此零件的难度主要有两点： (1)因为是薄壁零件，螺纹部分厚度仅有4mm，材料为45号钢，而且批量较大，既要考虑如何保证工件在加工时的定位精度，又要考虑装夹方便、可靠。通常的车削都是用三爪卡盘夹持外圆或撑内孔的装夹方法来加工，但此零件较薄，车削受力点与加紧力作用点相对较远，而且还需车削M24螺纹，受力很大，刚性不足，容易引起晃动，因此要充分考虑如何装夹定位的问题。 (2)螺纹加工部分厚度只有4mm，而且精度要求较高。 目前广州数控系统GSK980T螺纹编程指令有G32、G92、G76。G32是简单螺纹切削，显然不适合。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，如图3所示，刀具两侧刃同时切削工件，切削力较大，而且排削困难，在切削时两切削刃容易磨损，在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差，但由其加工的牙形精度较高。G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，如图4所示，单侧刀刃切削工件，刀刃容易损伤和磨损，但加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。 从以上对比可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进精加工的方式在薄壁螺纹加工中将有两大优点：一方面可以避免因切削量大而产生的薄壁变形；另一方面能够保证螺纹加工的精度。  图3 G92直进式加工 图4 G76斜进式加工 2. 优化夹具设计 由于工件壁薄，刚性较差，如果采用常规方法装夹，工件将会受到轴向切削力和热变形的影响出现弯曲变形，很难达到技术要求。为解决此问题，我们设计出了一套适合上面零件的加工的专用夹具，如图5所示。 图5 专用夹具 其中，件1为夹具主体，材料为45号钢，左端被夹持直径为80mm，可用来夹持工件的内孔直径范围为20～30mm；件2为拉杆，材料为45号钢，直径为21mm，它刚好与薄片工件上的φ21孔对应配合，使工件在夹具中定位及传递切削力；件3为已加工完左端面和内孔的工件，装夹时要注意工件与夹具体1的轴向夹紧配合。小沟槽是在工件调头装夹后，为方便控制总长度而设计的，尺寸为5mm×2mm。 3. 刀具的合理选择 (1)内镗孔刀采用机夹刀，缩短换刀时间，无需刃磨刀具，具有较好的刚性，能减少振动变形和防止产生振纹； (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，标准刀尖角度，以便磨损时易于更换。 4. 加工步骤选定 (1)装夹毛坯15mm长，平端面至加工要求； (2)用φ18钻头钻通孔，粗、精加工φ21通孔； (3)粗、精加工φ48外圆，加工长度大于3mm至尺寸要求； (4)调头，利用夹具如图2所示装夹，控制总长尺寸35mm平端面； (5)加工螺纹外圆尺寸至φ23.805； (6)利用G76、G92混合编程进行螺纹加工； (7)拆卸工件，完成加工。 5. 切削用量选择 (1)内孔粗车时，主轴转速为500～600r/min，进给速度F100～F150，留精车余量0.2～0.3mm； (2)内孔精车时，主轴转速为1100～1200 r/min，为取得较好的表面粗糙度选用较低的进给速度F30～F45，采用一次走刀加工完成； (3)外圆粗车时，主轴转速为1100～1200 r/min，进给速度F100～F150，留精车余量0.3～0.5mm； (4)外圆精车时，主