一種薄壁套車削控制公差工藝探究

李健+劉詩文+李娟

摘 要：采煤機上一種軸承套尺寸精度要求高，形位公差嚴格，但其加工工藝性差，常因裝夾過程中受夾緊力、切削車和熱變形等影響引起變形，導致尺寸超差，合格率比較低。通過優化工藝設計，提出配套裝夾方法，規定裝夾定位方式，并通過工藝試驗方法探究分析，最終得出成熟加工方法，大幅度提高零件合格率。

關鍵詞：薄壁套；夾緊力；輔助支撐；配套裝夾法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.045

1 零件工藝性分析

高端采煤機行走箱中軸承與軸之間采用一種直徑較大、孔壁較薄的軸承內套連接，材料為40Cr，熱處理狀態為整體淬火HRC38～42，零件設計結構簡單，但尺寸精度、形位公差及表面粗糙度要求較高，制造過程容易尺寸超差，廢品率較高，嚴格的尺寸要求使零件的加工工藝比較復雜且困難。本文通過大量實驗提出裝夾配套法，極大程度保證了產品精度，對薄壁類零件的工程應用有一定的指導意義。（零件如圖1所示）。

2 工藝分析及制定工藝方案

零件加工難點及原工藝分析：

（1）加工過程中零件與刀具之間車削受擠壓震顫，表面光潔度較差；

（2）加工過程中由于車削熱導致變形量大，尺寸公差和形位公差不易保證。

原工藝對這種薄壁套類零件一貫采用：留夾頭，內孔外圓一刀下，多刀次車削，再切單件，完成零件的加工。

通過大量工藝試驗，并對現有的加工方法改進，提出一種滿足零件的設計要求，提高產品質量，提高加工效率的辦法。

方案一：留15mm裝夾夾頭，夾頭根部車有剪切槽，目的是釋放車削產生的應力和熱變形變化，剪切槽位置需保證零件長短尺寸成，工藝路線則改為：粗車—半精車（切槽）—時效—精車（沿剪切槽切單件）

方案二：留15mm裝夾夾頭，夾頭根部車有剪切槽，原理同方案一，再制作一輔助支撐工裝，與夾頭內孔配套裝夾，目的是防止因夾緊力引起的變形，詳細如圖2設計所示，工藝路線改為：粗車—半精車（切槽）—時效—精車1（車夾頭配套內孔尺寸）—精車2（沿剪切槽切單件）。

3 方案實施及試驗結果

3.1 方案實施

分別對兩種方案進行試驗加工，得出結果，數據如表1所示：

3.2 試驗結果

優化方案一：改變原有剪切槽加工方式，將單向加工改為內孔外圓雙向進刀加工，使剪切槽余量位置位于壁厚中間，有效釋放零件內部應力，較為改善了尺寸的變形量，但是未能消除夾緊力引起的變形；

優化方案二：剪切槽原理同優化方案一，此方法在裝夾過程使用輔助支撐的原理，采用一支撐件與零件配套裝夾，分析得知配套裝夾使卡爪受到反向支撐力，可減少夾緊力對零件在尺寸精加工后釋放產生的形變，大膽采用之后零件的加工滿足設計尺寸精度，合格率顯著提高。

4 工藝方案確定

采用優化方案二使得薄壁套的產品合格率達95%以上，較好的滿足了設計的需求。我們將輔助支撐工裝與零件夾頭內孔配合的裝夾方式命名為配套裝夾法，設計配套的過程中選取間隙配合，間隙量控制（0 .01mm～0.02mm）。

5 結束語

通過分析薄壁類零件尺寸精度要求嚴格，容易受到裝夾、車削、材質等因素的影響，所以在制定工藝過程中需要全方位思考適合此種零件的加工方法，因此配套裝夾法具有很好的推廣意義。

參考文獻：

[1]李正望，張建麗，劉國航.某大型薄壁零件的加工工藝方法研究[J].機械工程師，2016（04）.

[2]谷承澤.薄壁殼體加工技術及工藝研究[J].機械工程師，2016（06）.

[3]張建中.機械制造工藝學[M].北京：國防工業出版社，2009.

作者簡介：李健（1989-），男，陜西西安人，本科，助理工程師，主要研究方向：工藝技術。