机械加工中数控车加工薄壁组合零件工艺分析

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1、机械加工中数控车加工薄壁组合零件工艺分析蔡焕标（广州市南方理工技工学校机电教研室，广东广州510000）摘要：在数控车的加工过程中，不可避免地会碰到一些薄壁零件的加工，而薄壁零件在加工过程中尺寸和形位难免会发生变化。变化的原因不同，就决定了解决和预防的办法不同。木文详细分析了薄壁零件加工的特点以及防止变形的工艺方法，结合在教学实践中的实例设计出加工方案。关键词：数控车；薄壁零件；工艺分析1薄壁零件加工时的特点、问题及其解决方案机械加工过程中的工件变形问题是一道重大难题。要解决这道难题，首先必须分析出工件产生变形的原因，而后才能采取正确的应对措施。薄壁工件加工时，由于工件的刚性

2、差，在车削的过程中，可能会产生以下现象：1.1工件的结构和材质会影响工件的变形。变相量的形状复杂程度、壁厚大小以及长度成正比，与材质的稳定性与刚性成正比。要想减少这些因素对工件变形所造成的影响，就要在设计之初对这些零件的结构做出充分的分析，尤其在大型零件的结构上更应该做到结构合理。另外，在加工之前也要严格地控制好毛坯的疏松度和硬度等缺陷，保证其质量，才能减少其带来的工件变形。1.2在夹压力的作用下薄壁工件容易产生变形。因工件壁薄，所以在夹压力的作用下最容易产生变形，不但影响了工件的形状精度，而且还导致了工件的大小尺寸也受到较为严重的影响。如在加工工件内孔的时候，由于三爪卡盘的

3、夹紧力较大，内孔会略微变成三角形，但车孔后得到的却是一个圆柱形。松开卡爪，取下工件之后，弹性随即恢复，外圆逐又恢复成圆柱形，内孔则变成了弧形三角形。这时如果用内径千分尺测量，各个方向直径成D相等，但已变形不是内圆柱面了，像这样的现象，我们便称之为等直径变形现象。1.3工件热变形。切削热会引起较为薄弱的工件产生热变形，致使无法准确控制工件的大小尺、？。对于那些膨胀系数较大的金属薄壁工件，由切削热引起的工件的热变形甚至还会对其尺T的精度产生极大影响，严重者还会导致工件卡死在夹具上。1.4震动变形。震动变形是指薄壁工件在切削力（尤其是径向切削力）的作用下所产生的震动与变形，它直接

4、影响到工件的形状、尺汴精度、表面粗糙度及位置精度。1.5工件装夹时造成的变形。首先要选择正确的夹紧点来给工件装夹,其次则要根据夹紧点的位置来选择适当的夹紧力。因此尽可能地使夹紧力作用在支撑上，让夹紧点与支撑点之间保持一致，夹紧点还要尽量靠近加工面，选择受力不易引起夹紧变形的位置。另外，为有效降低工件装夹时产生的变形，还可增大工件与夹具的接触面积。比如，使用人量的弹性压板来铣削加工薄壁件，此0的就是为了增加接触零件的受力面积;在车削薄壁套的内径及外圆时，无论是采用简单的开U过渡环，还是使用弹性芯轴、整弧卡爪等，均采用的是增大工件装夹吋的接触面积。这种方法由于有利的承载了夹紧力，

5、所以对冇效避免零件的变形起到了极大的作用。采用轴向夹紧力来避免装夹变形在生产中也被人们广泛使用。另外，为了使夹紧力作用在端面上，还可设计制作专用夹具，这样也能有效地解决由于工件刚性较差，壁薄所导致的工件弯曲变形问题。1.6工件加工吋造成的变形。由于工件在切削过程中会受到切削力的作用，产生向着受力方向的弹性形变，所以在精加工时，一定要保证道具的锋利，减少工件与刀具摩檫时所产生的阻力，提高刀具在切削时的散热能力。在加工的过程中，工件与刀具之间摩擦所生出的热能也能使工具变形，所以应当尽量选择高速切削加工。因为在高速切削加工中，切屑会在非常短的时间内被切除掉，人部分的切削热就会被这些

6、切除掉的切削屑给带走，从很大程度上减少了工件的热变形现象。苏次，由于切削层材料被软化的部分在高速加工中会减少，还可有效地减少零件的加工变形，有利于保证零件的尺寸以及形状的精度。1.7加工后应力变形。加工后，零件外形相对稳定，但零件本身却存在着内应力。这些内应力的分布虽然是一种相对平衡的状态，但在去除一些材料和热处理之后，还是会发生变化。这吋工件需要重新达到力的平衡所以外形就发生了变化。可以通过热处理来解决这类变形。首先把需要校直的工件叠成一定高度，采用一定工装压紧成平直状态，然后把工件和工装一齐放进加热炉中，根据零件材料的不同，选择不同的加热温度和加热时间。工件内部组织会在热

7、校直之后变得相对稳定。此时，工件不仅得到了较高的直线度，而且加工硬化现象也得到了消除，更便于零件的进一步精加工。铸件要做到吋效处理，尽量消除内部的残余应力，采用变形后再加工的方式。对于大型零件要采用仿形加工，即预计工件装配后的变形量，加工吋在相反的方向预留出变形量，可奋效的防止零件在装配后的变形。2减少和防止薄壁件加工变形的方法2.1工件分粗，精车阶段。由于粗车时的切削余量很大，所以夹紧力也很大，变形也就自然而然地更大；而精车时，不但夹紧力小、变形小，而且还可消除粗车吋由于切削力过大所产生的变形。2.2