提高薄壁零件加工精度的实践研究

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1、提高薄壁零件加工精度的实践研究浙江省上虞市职教中心秦国尧（312300）摘要：本文从分析薄壁零件加工入手，指出此类零件加工存在的一些问题与不足。提出利用数控机床进行加工，来提高和保证加工精度。通过实例，分析工装、程序，解决生产实际问题。关键词：薄壁零件数控加工工装程序一、问题提出薄壁零件是指孔壁较薄的这一类零件。如一些套类零件等.因为具有重量轻、节约材料、结构紧凑等特点，薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门。但薄壁零件的加工是比较棘手的，原因是薄壁零件刚性差、强度弱，加工精度高。在加工中极容易造成变形，不易保证零件的加工质量。如何提高薄壁零件的加工精度将是业界越来越关心的话题。影响薄壁

2、零件加工精度的因素有很多，但归纳起来主要有以下几个方面：1、夹紧力的影响　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、切削热的影响因工件较薄，切削加工时产生的切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难于控制。从而影响工件的尺寸精度和形状精度。3、切削力的影响在切削力（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。4、热处理的影响热处理后，产生内应力，当工件加工完毕后，在内应力的作用下，产生变形，影响加工质量。影响薄壁工件加工精度主要因素如上所述，那么如何来保证和提高薄壁件的加工精度和效率呢？当

3、然，薄壁零件的加工方法很多，但其加工精度一直是较难保证。我校在薄壁件加工过程中，采用数控车削的方式进行，效果良好。但必需对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行正确安排和调试。从而有效地克服了薄壁零件加工过程中出现的变形等一些问题，确保加工精度。二、方法与措施（一）、工艺措施为改善和提高薄壁零件的加工质量，防止由于夹紧力、切削力等到因素的影响而产生变形，在工艺上可采取以下几点：1、为减少切削力和和切削热的影响，粗、精加工应分开进行，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正，对于壁厚很薄，加工中极易变形的工件，采用工序分散原则，并在加工时控制切削用量。并加以适当切削液，来减少热变形。

4、2、为减少夹紧力的影响，在工艺上采用改变夹紧力方向的措施，将径向夹紧改为轴向夹紧。当只能采用径向夹紧时，应尽可能使径向夹紧力沿圆周均匀分布，如使用过渡套，弹性套等。3、为减少热处理的影响，热处理工序应安排在粗精加工阶段之间，并适当增加精加工工序的余量，以保证热处理引起的变形在精加工中得以纠正。（二）、零件工装分析：图2所示零件，是我校利用数控车床对外加工产品中难度较大的零件。采用的设备是利用了FAUNC系统的数控车床。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。1、工件特点分析从零件图样要求及材料

5、来看，加工此零件的难度主要有两点：(1)、因为是薄壁零件，螺纹单边部分厚度仅有2mm，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支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，从图纸上看出，关键是加工薄壁上的螺纹，其它要求不高。而车削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2mm，而且精度要求较高。这是该零件加工的关键。FAUNC系统螺纹编程指令有G32、G92、G76。G32是简单螺纹切削，显然不适合。G9

6、2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，刀刃不容易损伤和磨损，产生的切削力较小，易排屑、散热好。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

7、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。2、加工步骤选定(1)、装夹毛坯15mm长，控制总长尺寸35mm平端面至加工要求；(2)、用φ18钻头钻通孔，粗、精加工φ20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；(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。程序如下：A、加工端面的内孔O