淺談利用數控機床提高加工薄壁零件精度的方法

【摘 要】薄壁半圓球零件由于零件的剛性并不是橫好，很容易產生變形，在加工過程中比較困難等因素，導致零件加工精度達不到要求。本文分析如何加工薄壁零件和精度要求，并提出了一定的解決方法。

【關鍵詞】薄壁零件；數控機床；加工技術；精度

一、薄壁零件在加工過程中需要認真考慮的幾個重要問題

（1）薄壁零件一般在數控機床上不用卡爪直接去夾緊的，

應該考慮用一種直接進刀式夾持的辦法來加工這個零件。（2）薄壁兩件一般的毛胚件的切削余量并不是很大，由于這些零件不均勻，裝夾時就不再考慮用卡盤去裝夾了，需要重新考慮用一些專用夾具來進行加工零件。（3）在加工中進給速度和切削用量都不宜太高，轉速的選取也不宜太高。

二、提高薄壁零件的加工精度的方法

在如圖2所表示的典型的薄壁零件，運用數控機床在對企業生產加工產品時中難度比較大的零件，為了使產品的合格率有所提高時，我們在從工件的位置、刀的補償，內容的編制等各個方面進行全面的考慮，在實踐的證明下，能夠有效地使零件的精度提高，從而有力地保證了產品的質量要求。

圖2 材料為45號的鋼Φ55X50

（1）分析工件特點。在從零件圖樣要求和材料的結構特點來看，加工此工件的難度主要有以下兩點：一是因為主要是薄壁零件的加工，而螺紋的部分厚度僅僅只有6mm，材料為45號鋼，又大批量的生產加工，所以又要去考慮如何確保工件在生產加工時的定位精度要求，還要考慮裝夾簡單、可靠性好，而我們一般都是利用三爪自定心卡盤去夾持外圓或者是撐內孔的裝夾使用方法去加工的，也要去認真充分考慮如何去裝夾定位的一些重要的問題。二是由于螺紋的加工部分厚度只有2mm，因此加工的精度要求也是比較高的。在目前的FANUC和廣州數控系統裝置中螺紋的編程指令有G32、G92、G76。G32一般是比較簡單的螺紋切削加工的方法，程序編程相對其他的指令是比較的麻煩，因此不怎么合適應用；而G92的螺紋切削循環方法是采用了直接式進刀的方式，刀具的兩側面刀刃同時在切削工件，切削的力比較大，排削的問題也是很困難的，所以在切削時，兩個的切削刃也很容易被磨損。在切削螺距比較大的時候，一般由于切削深度比較大，所以刀刃的磨損也比較快。（2）夾具的設計方法。因為工件比較薄，一般采用常規的方法去裝夾工件以及切削加工，一定程度上也會受到軸向切削力和熱變形的影響。因此，在一定的程度上也是需要設計出一套比較適合的上面零件的專用夾具。（3）適當合理地去選擇刀具的應用。一是在車內孔時內鏜孔刀一般采用的是機夾刀具，目的是為了去縮短換刀的時間；二是一般在外圓的粗、精車時均選用常用的硬質合金90°車刀；三是車螺紋時螺紋的刀一般常選用機夾刀，刀尖角度要標準，在加工磨損中時易于更換刀具而使用簡便。（4）分析加工工藝的車削過程。一是加工的重要步驟。在機床上裝夾毛坯為40.008mm的長度，車端面為加工的要求；一般使用Φ20.002的鉆頭去鉆通孔，粗、精加工為Φ25.001的通孔。然后在粗、精加工Φ50.01的外圓，一般加工的長度要大于5.02mm至尺寸的要求。最后再去調頭加工，利用專用夾具去控制總長的尺寸40.01mm平端面；加工內螺紋內孔尺寸為Φ23.5。二是切削用量的合理選擇。一般在內孔粗車時，主軸的轉速一般為每分鐘305～355轉的，進給速度F0.1～F0.155的，留有一定的精車余量0.55mm～0.66mm。而在車內孔精車時，主軸轉速一般為每分鐘108-166轉的，為了取得比較好的表面粗糙度一般去選用比較低的進給速度F0.0555～F0.0855。在外圓粗車時，一般主軸的轉速為每分鐘505～606轉，進給速度F0.15～F0.2，留有一定的精車余量0.333mm～0.555mm。而在外圓的精車時，一般主軸轉速每分鐘1555～2022轉，進給速度F0.088～F0.11。（5）用科學的方法編制數控程序（數控系統一般采用FANUC-OTD，程序略）。（6）在加工過程中應該要注意一些重要事項。首先把工件一定要夾緊，以防在加工過程中工件打滑使工件飛出來傷人，也可能會出現扎刀。

三、結語

對于高的精度薄壁零件、腔體類這些零件，能夠更好地去實現高效、高精度的加工過程中關鍵有兩點：一方面是利用高轉速切削加工技術，能夠有效地實現免時效一次的加工成型的工藝流程路線，也能夠縮短加工周期。另一方面是一般是選用比較合適的防變形裝夾技術，能夠減少或者避免因裝夾變形而產生的零件尺寸的精度誤差和表面質量的影響。