数控车床论文-如何提高薄壁零件的加工精度

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1、数控车床论文

2、如何提高薄壁零件的加工精度　　摘要：针对影响加工薄壁零件精度不高等因素，分析了如何提高薄壁零件的加工精度，给出解决问题的具体方法。　　　　关键词：薄壁零件　加工　精度　　　　1前言　　　　薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门，因为它具有重量轻，节约材料，结构紧凑等特点。但薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。对于批量大的生产，我们可利用数控车床高加工精度及高生产效率的特点，并充分地考虑工艺问题对零件加工质量

3、的影响，为此对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验，有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，保证了加工精度，为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据及借鉴。　　　　2影响薄壁零件加工精度的因素　　　　（1）易受力变形：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）易受热变形：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）易振动变形：在切削力（特别是径向切削力）　　　　的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的

4、　　　　尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。　　　　图1　　　　3如何提高薄壁零件的加工精度　　　　图2所示的薄壁零件，是我校用数控车床对外加工产品中难度较大的零件，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　　　　3.1分析工件特点　　　　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）主要因为是薄壁零件，螺纹部分厚度仅有4mm,材料为45号钢，批量较大，既要考虑如何保证工件在加工时的定

5、位精度，又要考虑装夹方便、可靠，而我们通常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，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，因此在切削时，两切削刃容

6、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。但由于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，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薄壁变形，另一方面能够保证螺纹加工工的精度。

7、　　　　图3　G92直进式加工　　　　图4　G76斜进式加工　　　　3.2优化夹具设计　　　　由于工件较薄，刚性较差，如果采用常规方法装夹工件及切削加工，将会受到轴向切削力和热变形的影响，工件会出现弯曲变形，很难达到技术要求。因此，需要设计出一套适合上面零件的专用夹具，如图5所示。　　　　图5　　　　对夹具结构说明：　　　　（1）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;　　　　（2）件2为拉杆，材料为45号钢，直径为21毫米，刚好与薄片工件上的Φ21孔

8、对应配合，使工件在夹具中定位及传递切削力；　　　　（3）件3为已加工完左端面和内孔的工件，装夹的时候注意工件与夹具体1的轴向夹紧配合。　　　　（4）小沟槽的作用：在工件调头装夹后，为方便控制总长而设计，尺寸为5*2mm.　　　　3.3合理选择刀具　　　　（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，刀尖角度标准，磨损时易于更换。　　　　3.4分析工艺过程　　　　3.4.1加工步骤

9、　　　　（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、G[1][2][3]下一页