關于環形類薄壁零件的加工工藝分析

孫少江

摘 要：薄壁零件在加工中對各種影響因素十分敏感，極易產生變形，很難滿足精度要求，嚴重影響產品質量，因而成為機械加工中的一大難題。本文就環形類薄壁零件的加工工藝進行說明。

關鍵詞：影響因素；加工精度；加工工藝

一般認為，在殼體件、套筒件、環形件、盤形件、平板件、軸類和特形件中，當零件壁厚與內徑曲率半徑或輪廓尺寸之比小于1/120時，稱作薄壁零件。

1 影響加工質量的因素

對于薄壁零件加工精度的影響因素主要有以下幾個方面：

（1）毛坯剛性低； （2）毛坯本身有形狀誤差；（3）裝夾時零件產生彈性；（4）切削過程中零件產生變形；（5）機床、夾具、附件本身剛性不足；（6）加工過程中熱變形增大零件形位誤差；（7）切削振動造成加工誤差；（8）加工后殘余應力導致零件變形；（9）零件在搬運、裝配、調試過程中產生變形。上述諸原因中，零件彈性變形是主要原因，其次工藝系統熱變形和零件的殘余應力也是引起變形的重要原因，因此要獲得尺寸、形狀、位置精度穩定的零組件，是一項系統工程。

2 提高加工精度的方法

在實際生產中，提高薄壁零件精度的方法主要有以下幾點：

1）工件分粗、精加工，粗加工時夾緊力大些，精加工時，夾緊力小些；

2）刀柄剛度要高，車刀修光刃不宜過長，刃口要鋒利；

3）增大裝夾接觸面，使工件夾緊時不易產生變形；

4）采用軸向夾緊工件，使工件軸向剛性變大，不易產生變形；

5）增加工藝肋，以增加此處剛性，加工完畢后再去除；

6）充分澆注切削液，降低工件切削溫度，減少工件熱變形；

7）合理確定加工方案，先粗后精、先近后遠、先內后外、走刀路線最短以及特殊情況特殊處理.

對于加工精度要求較高的薄壁零件，應把粗加工、半精加工、精加工分開進行，以避免粗加工時引起的彈性變形、熱變形等各種變形。

3 典型薄壁零件的工藝分析

如下圖1所示的零件：

3.1 根據圖示確定加工工藝

（1）加工方式：加工中心立銑；

（2）加工設備：華中數控系統的立式加工中心；

（3）毛坯材料：45鋼 150mm×120mm×26mm；

（4）加工刀具：Φ10立銑刀、Φ8立銑刀、Φ8.5和Φ9.8的鉆頭、Φ10H7的鉸刀；

（5）切削用量：如下表1所示；

（6）工藝路線：如下表1所示；

（7）夾具選用：采用平口鉗裝夾零件

3.2 加工中需注意點

（1）加工步序

由于零件壁厚比較小，加工過程中容易受力產生變形、扭

曲，從而影響加工質量，所以，薄壁零件的加工要求嚴格按照

先粗后精、先內后外的加工步驟。

（2）主軸轉速

n主要根據允許的切削速度nc（m/min）選取

式中：

vc—切削速度，由刀具的耐用度決定；

D—工件或刀具直徑（mm）。

（3）刀具、切削液

薄壁零件的車銑削加工要求刀具具有刀尖鋒利、硬度高、

鋼性好、耐磨、耐熱的特點，而且，在加工過程中還需要

充分澆注切削液，以降低刀具溫度，減少工件變形，從而獲

得精度高、質量好的零件。

（4）切削用量

切削用量是數控機床切削用量中的重要參數，主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件材料性質選取。高速鋼

根據以上各種情況、要求、以及注意事項，加工后的產品

圖2如下：

4 結束語

本文對典型薄壁零件的加工過程、工藝、及注意事項

進行了簡單闡述和分析，薄壁零件的加工具有容易變形、

精度難控制、條件要求高等難點，但是，我們通過對零件

的工藝進行分析，選擇合理的切削要素，還是能夠大大的

提高零件的精度及加工質量，從而獲得理想的零件。

參考文獻

[1]《機械加工工藝基礎》長沙中南大學出版社 周增文 主編

[2]《UGNX5.0 數控加工典型范例》電子工業出版社鄭貞平、喻德和張小紅等編著

[3]《數控加工工藝》山東科學技術出版社 崔兆華 主編