薄壁深孔零件的車(chē)削加工

陳彩梅

薄壁深孔件是數(shù)控車(chē)削加工中存在剛性差，強(qiáng)度弱，易變形，不易保證加工質(zhì)量的難題。本文從圖紙分析，工藝的編排，夾具、刀具及設(shè)備的選用等方面，完整介紹薄壁深孔零件伸縮筒的車(chē)削加工的整個(gè)過(guò)程，為解決以上難題提供了很好的依據(jù)及借鑒。

一、薄壁深孔不規(guī)則盲孔零件圖紙分析

結(jié)合圖1伸縮筒成品及圖2伸縮筒圖紙作出如下分析：

（1）薄壁裝夾受力易變形。伸縮筒為薄壁深孔筒狀盲孔零件，最薄壁厚單邊只有1.4mm；外圓上有凸臺(tái)帶鍵槽，鍵槽內(nèi)6-Ф80+0.1mm孔，厚度不均勻，而且盲孔排屑困難。常規(guī)夾具裝夾受易變形，控制尺寸。

（2）伸縮筒帶外圓凸臺(tái)，裝夾難。車(chē)加工時(shí)三爪卡盤(pán)裝夾會(huì)與伸縮筒上的外圓上凸臺(tái)產(chǎn)生干涉。如果用四爪裝夾零件的精度很難保證，且校正費(fèi)時(shí)。

（3）工序內(nèi)容多，重復(fù)裝夾。伸縮筒的加工工序內(nèi)容多，多次裝夾必定帶來(lái)裝夾誤差，耗時(shí)長(zhǎng)，效率低。這與要求相矛盾。如25.4×178mm，內(nèi)孔有0.1mm公差，光潔度要求為1.6，用數(shù)控車(chē)加工可以考慮用絞刀來(lái)加工。

整個(gè)伸縮筒結(jié)構(gòu)是薄壁孔深且是盲孔的不規(guī)則零件，主要選用數(shù)控車(chē)，銑床輔助。加工要綜合考慮加工工藝的編排、夾具、刀具、設(shè)備的選用等。

二、加工工藝過(guò)程

據(jù)現(xiàn)有的加工條件和伸縮筒加工內(nèi)容，在數(shù)車(chē)上加工工藝過(guò)程見(jiàn)表1：

加工工藝說(shuō)明：

（1）為了發(fā)揮數(shù)控車(chē)床的優(yōu)勢(shì)和零件的尺寸統(tǒng)一，在車(chē)床的主軸套筒里面放一個(gè)定位心軸，以零件的端面作為定位，這樣加工每個(gè)零件時(shí)不用每次對(duì)Z軸的刀尖。

（2）鉆孔時(shí)鉆頭安裝在尾座，工件在卡盤(pán)。鉆孔時(shí)為了保證178長(zhǎng)度0.1mm的公差，在車(chē)床的中拖板上放置一個(gè)百分表，尾座套筒上安裝一個(gè)定位板，當(dāng)鉆頭鉆到178深度時(shí)把中拖板上的百分表碰到定位板，百分表調(diào)零，以后每件鉆孔當(dāng)定位板一碰到百分表零位時(shí)就退出鉆頭，從而保證長(zhǎng)度公差。

（3）在車(chē)削時(shí)使用適當(dāng)?shù)睦鋮s液（如乳化油），能增加表面光潔度，使加工表面更好地減少受熱變形。

三、車(chē)床夾具設(shè)計(jì)、制造、使用

1.車(chē)床夾具設(shè)計(jì)圖（見(jiàn)圖3）

根據(jù)加工設(shè)備和伸縮筒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合上表的加工藝過(guò)程，主要設(shè)計(jì)以下夾具：

此夾具類(lèi)似軟卡爪。車(chē)床采用徑向夾緊時(shí)，采用增大伸縮筒受力面積、增強(qiáng)剛性。另外開(kāi)口16 mm解決車(chē)床裝夾干涉問(wèn)題。夾具用線(xiàn)切割制作，完全能滿(mǎn)足圖紙±0.1mm公差要求。

2.夾具制造

①把做軟卡爪的軸車(chē)成二階臺(tái)階，把40mm的一端在車(chē)床夾緊，50mm頂住卡爪，如圖4所示。

②把整個(gè)卡盤(pán)和臺(tái)階軸焊接在一起，鉆中間通孔10mm。

③按設(shè)計(jì)圖紙3尺寸，用線(xiàn)切割割成三份，制作成軟卡爪，注意避開(kāi)凸臺(tái)12.5 mm的位置。這樣做出整個(gè)夾具是卡盤(pán)和軟卡爪是一體的，保證同軸度。

3.車(chē)床夾具的使用（可加工工序內(nèi)容與數(shù)車(chē)相關(guān)內(nèi)容）

本夾具使用見(jiàn)圖5。裝夾時(shí)把伸縮筒凸臺(tái)對(duì)著最大缺口16mm方向裝夾，很好解決了直接用三爪裝夾干涉和受力變形的問(wèn)題，且增加剛性，定位精度達(dá)到0.02左右的同軸度。零件裝夾迅速不用校正，精度高，效率高，質(zhì)量保證。例如加工工序內(nèi)容3、8還可以做到一次裝夾加工多項(xiàng)內(nèi)容。

四、刀具的選用

1.內(nèi)鏜孔刀采用機(jī)夾刀，縮短換刀時(shí)間，無(wú)需刃磨，具有較好的剛性，減少振動(dòng)變形和防止產(chǎn)生振紋。

2.外圓粗、精車(chē)均選用硬質(zhì)合金90°車(chē)刀。

3.螺紋刀選用機(jī)夾刀，刀尖角度標(biāo)準(zhǔn)，磨損時(shí)易于更換。

4.鋁材料比較軟，所以刀具盡量選用前角大、刀尖圓角小的刀片。

五、數(shù)銑完成的工序

1.數(shù)控銑夾具

見(jiàn)圖6，把夾具按伸縮筒的外形需要加工成A、B兩塊，可以組合或單塊使用，橫放、豎放（見(jiàn)圖7、圖8）都可以。

2.數(shù)控銑夾具的使用

見(jiàn)圖6，水平橫放固定平口鉗上，校正水平。平口鉗一側(cè)裝一鐵條以螺紋尾端面定長(zhǎng)度位置。松開(kāi)鉗口，把伸縮筒凸臺(tái)緊貼夾具A的6.25尺寸基準(zhǔn)面位置，保持水平夾緊加工。此工裝用加工中心可以一次裝夾完成數(shù)車(chē)加工完后余下的工序內(nèi)容。鉆尾部2.2也可用數(shù)控銑床。此工裝定位準(zhǔn)確，精度高，效率高，操作勞動(dòng)強(qiáng)度低。

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，薄壁深孔筒零件加工雖難，用數(shù)車(chē)削加工并制作相應(yīng)夾具，聯(lián)合數(shù)銑完成成品。設(shè)備成本降低，保證質(zhì)量，還提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，為日后生產(chǎn)提供了很好的依據(jù)及借鑒。

責(zé)任編輯 何麗華