薄壁半圆件加工变形与对策

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1、薄壁半圆件加工变形与对策薄壁半圆环形结构的零件岡析续加工，由于零件的刚性差，容易变形，加工较为困难。为解决零件的变形问题，必须在工艺上采取一些措俺。一、薄壁半圆件加工中遇到的问题图1所示为薄壁半圆件的零件。图1薄壁半圆件壁厚：直径=1：26,零件材料为45钢，调质处理，箱度要求较高。若单件加工，则比较困难。因为它不是一个整圆件，在车床上是断续切削，定位夹紧也很困难，需要复杂的夹具。而采用两件一起车削，即加工一个整関，然后再分开的方法，可以解决断续车削及装夹的问题。根据这一方案，制定的工艺路线为：粗车整圆一热处理（调质）一半粘车整圆一饶（切开）一磨（剖分而）。按照这种路线加

2、工零件时发现，合格的幣圆零件剖开分成两个薄壁半圆件后，在零件的两端口部向内缩,缩小量达0.5〜1mm,如图2所示。因而在装配时，零件必须经过修锂，但修锂后的零件不符合图样要求。究其原因，是零件变形所致。变形原因分析图4两半圆环的焊接2豐命口可图3薄壁筒受力状态内收缩产生这种误差的原因主要是零件的内应力所致。而内应力是热处理和车削造成的。在热处理屮，零件经加热，升温至780C左右，再经快速冷却（水冷）和550-600°C高温回火，完成对零件的调质。由此可见，在调质过程中，热一冷一热一冷，零件受热膨胀，遇冷收缩。若零件结构不规则、厚薄不一，则受到的冷热程度、热胀冷缩的程度及受

3、热和冷却速度不一。壁薄处热胀快，冷缩也快；樂厚处热胀慢，冷缩也慢。这种速度差,就会在零件的厚处与薄处的过渡区域内形成相互作用的内应力。内应力在整圆零件内部是相互平衡的。当零件被切开以后，内应力就要寻求新的平衡。这样，零件就会发生变形，而变形的人小，与其刚度冇关。刚度人则变形小。对于薄壁件变形就比较大。该零件由于其中间有一段号壁，在热处理冷却厉，中间部分冷却速度慢，在其两端壁薄处，温度已降低了，而中间部分还在冷却收缩，则在两端壁薄处产生压应力，如图3所示。精千和铳削也会产生内应力，是切削热引起的，相对來说较小，对零件变形影响不大。至于夹紧力，也会产生变形，但主要足圆度精度受

4、影响，对零件开口影响不人。所以，当零件被铳开后，其压应力就在寻求新的平衡时，使零件开口处产生缩口现象。产生这种缩口变形误差的主耍原因就是热处理产生的内应力。三、解决问题的办法要想解决这个问题，就要从消除内应力着手。-•种办法是将工件在热处理后进行时效处理。另一种办法是先切开，再热处理，然后将两件点焊在一起加工。这两种办法，前一种工艺路线不变，只是加一道时效工序，由于时效处理内应力不可能完全被消除，故只能减少变形，但不能完全消除变形。后一种工艺路线要进行比较人的改变。但这种方法能更冇效地消除变形误差。现详述后-种办法。工艺路线改为：整圆粗车（留有较多的余量）一铳（分开）一热

5、处理一点焊（合并）f半粘:车f钳（分开）f诽。这种改动关键在于先切开，再热处理。这样热处理时，工件可以充分变形。这是111于其形状是个半圆，而不是整圆，在这时内应力因零件已变形而会减少很多。而且，在后续加工时，只是将其余量去除，木身结构不作大的变动（不像原來整I则切开），故其内应力的平衡也不会被打破，不会再因内应力而引起变形。热处理后，再将两件在H由状态下点焊在一起（合成一个圆），如图4所示。在点焊后，焊接点处会有焊接应力。由于焊后都是收缩，故在焊点处存在有拉应力。而零件的两端薄壁部分还会存在一定的压应力，两者可以抵消一些，从而使焊接应力对零件不会有什么影响。焊好的零件经

6、车削加工后，焊接处仅剩很少一点焊缝，零件用手一掰，即町分开，再将剖分面磨光，便可得到完全合格（开口处基木无变形）的零件。如果要更精细些，则可在点焊后再加一道时效工序，效果会更好。即：粗车整圆f铳f热处理f点焊f时效f半精车f钳一磨。综上所述，对于该零件，在工艺上主要采川了两件合一•和先分开后热处理的办法，解决了加工问题和变形问题。因此，解决薄壁件、半圆件的加工问题，需根据不同情况加以分析，都会找到一条合适的工艺路线的。当然，木文所介绍的工艺路线比较复杂一些，如果零件要求不高，就不妨采用时效工序，可以经济一些。