軸承左右收集器的加工技術

摘 要：軸承易損件的零件左右收集器是薄壁零件，零件的外圓與內孔的尺寸精度為6級精度，且零件的壁厚只有4.5mm，最薄處只有2.5mm，技術條件要求嚴格。該零件的材料為高溫合金，切削性能差，容易產生讓刀現象，為了加工出合格零件，從零件的整體結構和材料入手，分析該零件的加工難度和材料的組織結構及加工特性，介紹了加工該零件所需的工藝裝備的設計過程，確定加工零件的工藝切削參數，得到了一些對零件的生產有意義的結論，為提高生產率和加工此類薄壁件提供了依據。

關鍵詞：薄壁；零件；加工

中圖分類號：TK24 文獻標識碼：A

軸承易損件是薄壁零件，零件的外圓與內孔精度為6級精度，且零件的壁厚只有4.5mm，最薄處只有2.5mm，技術條件要求嚴格，該零件成為生產瓶頸。

1 零件結構概述及難點

軸承易損件左右收集器為薄壁零件，零件的外圓與內孔精度為6級精度，且零件的壁厚只有4.5mm，最薄處只有2.5mm，技術條件要求嚴格，內孔對端面的垂直度、跳動要求0.02mm，這樣對零件的加工要求很高，內孔和端面需要一次裝夾加工才能保證設計要求的技術條件。同時該零件的變形系數很高，材料存在塑性變形。在加工完成卸下零件后，零件存在0.1mm左右的變形 ，并且零件材料本身無磁性，而零件兩端面的平行度要求0.01mm，對于這個技術條件無法直接采用磨加工，需要制作專用的工裝才能保證，使零件的加工增加了難度。

2 零件加工方案

2.1 圓弧三爪加工

首先對毛坯進行粗加工后，進行去應力退火，來消除鍛造及機械加工產生的內應力。消除應力后在車床上利用圓弧三爪進行內孔和外圓的一次裝夾精加工，最后在線切割機床上去除工藝臺部分，利用平面磨床平磨端面保證平面度要求，但內孔尺寸及技術條件在機床上測量時合格，卸下零件后測量則內孔變形在0.1mm，變形的位置主要是在三爪的夾緊位置。分析原因是因為圓弧三爪雖然能在機床上保證尺寸，但夾緊力很大，存在塑性變形，卸下零件后，零件產生回彈，尺寸超差。合格率只有10%，此方案不可行。

2.2 利用坐標鏜床加工內孔

與前一種方法基本相同，先進行去應力退火，在數控車床上進行精加工，將設備的夾緊壓力調至0.5MPa，內孔尺寸留0.5mm的余量，然后在坐標鏜床上壓緊端面，找正外圓和端面進行鏜孔，將進刀量控制在0.1mm之內，來消除三爪卡盤夾緊零件造成的變形。加工后，部分零件的內孔圓度基本合格，合格率達到30%，但仍有零件的尺寸超差，分析原因是由于數控車床的夾緊力雖然調小了，但仍有部分零件內孔發生變形，鏜孔前找正內孔時中心不正，造成鏜孔后內孔變形。另外，由于材料本身存在塑性變形，在進刀時，無法完全掌握它的變形規律，造成尺寸的超差。

2.3 利用臥式車削中心-進行加工

在確定第三種加工方案之前，我們首先對前兩種方法進行了分析和總結，進行去應力退火對零件的加工還是非常有效的，要保留去應力退火。但是零件的變形系數大，所以在加工方式上不能采用三爪直接夾緊零件，這樣很容易在加工時對零件產生應力，造成零件變形，我們需要在這方面進行改變。經過分析后，確定了第三種加工方案：留工藝臺，在工藝臺的端面鉆四個螺紋孔，用于固定零件，兩個銷孔進行定位，并且制作專用夾具進行夾緊，將零件的內孔、外圓、槽都集中在臥式車削中心上進行加工，利用線切割加工切除工藝臺，然后在平面磨床上平磨端面來保證兩平面的平行度。

首先對零件進行粗加工，將毛坯盡可能的保留到最大，以方便精車時裝夾，然后進行去應力退火。粗加工后，在零件的工藝臺的端面部分鉆四個螺紋孔連接夾具、兩個定位銷孔進行定位。設計制造專用的夾具進行夾緊，使零件在徑向不受力，將零件的變形控制到最小。

精加工時，我們采用先加工外圓、后加工內孔的方式進行數控編程，為保證零件的粗糙度，我們將機床轉速控制在300-400r/min，進給量為0.1mm/r，并且分多次切削加工，在加工余量剩下0.1mm時，將進給量調整到0.05mm左右，為了防止零件的塑性變形，每次走刀后，都要進行仔細測量，了解零件的大致變形規律，以免造成零件超差，最后，利用臥式車削中心的銑加工功能，將零件的內槽一次加工完成，避免了零件的二次裝夾，將零件的變形控制在最低限度之內。

最后，利用零件內孔作為定位基準，在平面磨床上進行端面磨削，保證了零件兩端面的平行度要求。加工后的零件經檢測后完全滿足設計圖的要求。

3 結論

本文針對薄壁零件的加工進行了一些理論分析，通過對零件的結構特點和材料特性的分析，進行了工裝設計與切削試驗，并確定了最優的加工方案和參數，為今后該零件的加工精度和生產效率的提高提供了一定的加工依據。具體工作總結如下：

（1）技術要求：本文介紹了零件的外部結構及重要部位的技術要求和尺寸精度。

（2）零件的內孔加工：結合零件的結構特點，確定加工內孔的工藝流程，然后設計加工內孔的夾具。

薄壁零件的加工有一定的復雜性，特別是內孔的加工，難度很大。今后我們將繼續深入研究，使此類零件的加工技術日臻成熟。

參考文獻

[1]韓步愈.金屬切削原理與刀具[M].北京：機械工業出版社，2006，

[2]徐邦學.最新刀具設計制造與質量檢驗標準實用手冊[M]，2003，

[3]吳玉華.金屬切削加工技術[M].北京：機械工業出版社，1998

[4]武凱.航空薄壁件加工變形分析與控制[M].南京：南京航空航天大學，2002

[5]周澤華，金屬切削原理[M].上海：上?？茖W技術出版社，1995

[6]潘金生，仝健民.材料科學基礎[M].北京：清華大學出版社，2005