杯形薄壁配合件的數控車削加工

馬榮剛

摘 要：薄壁零件具有結構緊湊、質量較輕等特點，因此在很多工業部門中得到了廣泛使用。在對薄壁零件進行車削加工時，需要應用到較為精密的數控車，數控車床加工技術能夠提高薄壁配合件的質量，提高工藝的精度。本文將分析杯形薄壁配合件的加工，介紹其在加工過程當中的特點和難點，解決杯形薄壁配合件在加工過程中經常出現的柄部折斷、零件部分出現變形等問題，制定科學、可靠的加工方案。

關鍵詞：杯形薄壁配合件;車削加工;數控機床;問題解決

杯形薄壁配合件在加工過程中經常出現杯柄折斷、變形、尺寸不精等各種問題，很多杯形配合件在生產過程中都會變形，并且經歷多次報廢，這樣生產一件杯形薄壁配合件，材料和人工等成本無形就加大了。為了解決這一問題，在進行車削加工的過程中，需要制定正確的加工策略，這在整個數控加工過程中發揮著指引性的重要作用，只有制定了科學的加工方案，才能在配合件加工過程中解決瓶頸問題，減少報廢。

一、杯形薄壁配合件加工的影響因素

杯形薄壁配合件加工一直都是一個難點工藝，因為杯形薄壁配合件首先在形狀上，就比較難以完成，容易出現抗刀現象，并且比較容易出現變形。在材料使用上，由于剛性差，杯形薄壁配合件加工在杯柄部位容易產生斷裂。所以要選擇正確的加工方法和加工程序，才能提高加工精度，防止報廢現象的發生。在杯形薄壁配合件的加工中，影響加工精度的原因是多種多樣的，比如刀具、工件、切削力、切削熱、機床等等，另外在實際的加工過程當中，也有可能產生其他因素，影響配合件加工的精度。通常情況下，裝夾過程中薄壁零件容易產生變形，一旦薄壁變形，它的尺寸就會有偏差，進而影響配合件的形狀。另外切削過程也是造成杯形薄壁配合件變形的重要原因，在進行切削的時候，零件會受到切削力的擠壓，從而會對工件的形狀產生一定程度的影響。除此之外，由于切削熱，整個切削過程都處于一種高溫的環境中，薄壁零件很容易會因為受到熱效應而變形，并且刀具也會處于高溫狀態，受熱變形，影響零件加工精度。

二、杯形薄壁配合件的加工工藝難點分析

杯形薄壁配合件在加工過程中，會受到加工條件的限制，另外杯形的結構特點也會限制配合件的加工。綜合各方面因素，影響杯形薄壁配合件主要的原因有以下幾個。

1.杯形薄壁配合件的加工要求較高，在精度方面需要高標準完成，尺寸需要達到六級精度，另外對表面的粗糙程度也有相關的要求。

2.杯壁的厚度要求不能超過一毫米，并且由于材料和形狀的原因，杯形薄壁配合件剛性和強度都較差，且在整個加工過程中都容易變形。

3.杯形薄壁配合件的杯柄處比較細，容易被機器的震動折斷，導致配合件加工報廢。

4.杯形薄壁配合件有兩部分組成，一部分是杯蓋，一部分是杯體，二者需要有螺紋的配合，這對兩個部分的加工精度都有較高要求。

三、杯形薄壁配合件加工工藝設計

1.制定科學的加工策略

科學的加工策略能夠幫助杯形薄壁配合件實現更高的精度，防止配合件變形和折斷。在進行加工策略定制的時候，首先應該考慮配合件兩個部分之間的裝配關系，可以將杯體確定為基準件，然后先把杯體加工完成，在去車削杯蓋，這個時候在螺紋的加工方面，就可以參照杯體上的螺紋，然后去加工杯蓋上的螺紋。

2.做好配合件表面加工方案

不同部位的零件尺寸要求是不同的，并且由于材料的影響，零件表面的粗糙程度也有差別，因此要根據零件的尺寸精度要求和材料確定相應的加工方案。在零件的外圓和內孔加工中，應該采用粗車、半精車、精車的加工方案和順序。

3.加工刀具的選擇

刀具的材料和種類關系到整個加工過程，根據零件的加工結構和工序，應該選擇合適的刀具，并且采用正確的使用方法，掌握好刀具的切削用量。刀具在整個零件數控加工中起到非常重要的作用，因此對于刀具的選擇也要綜合刀型、材料、技術等各個方面的因素。首先，應該研究分析杯形薄壁配合件零件的結構特點，并以此作為挑選刀具的參考，選擇合適的刀型，然后考慮刀具的材料。挑選合適刀具的目的是為了保證零件的加工質量，減少車削過程中的震動，防止加工造成的變形，從而提高加工效率。另外，刀具的切削用量也是影響零件加工質量的重要因素，只有掌握好了正確的刀具切削用量，才能提高刀具的使用壽命，控制生產成本。刀具切削用量包含三個要素，那就是主軸速度、進給速度以及背吃力量，外圓和內孔在精車和粗車加工時，應該采用不同的切削用量。

4.杯形薄壁配合件加工工序

（1）進行杯體粗車加工。在杯形薄壁配合件加工時，首先要用三爪卡盤夾持毛坯，然后進行粗車加工，將毛坯加工到合適的尺寸。

（2）底孔和螺紋的加工。用鉆頭把內圓的底孔打開，并且用內孔車刀對內孔進行粗加工和精加工，在杯口和杯壁的地方，用兩毫米的內槽刀進行清角，然后再削內螺紋，這個時候要用60°的內螺紋車刀。

（3）對杯柄進行加工。在杯形薄壁配合件加工過程中，杯壁到杯柄之間的過渡是比較大的，容易產生抗刀，并且杯柄的部位是比較細的，因此需要用平底切斷刀進行粗加工，在進行到杯柄的部位時，應該注意保留足夠的加工余量，并且控制好切削用量，減少震動。

（4）外圓精加工。杯體部位的外圓在進行精加工的時候，首先應該利用平底切斷刀，用右刀尖從右向左進行加工，直到杯柄的中間位置，然后更換斜底切斷刀，從杯柄的部位下刀，從右向左進行精加工，直到杯體部位加工結束。在對杯體的外圓進行加工的時候，應該讓兩次走刀路線保持一定的重疊量，這樣整個杯體外圓加工才能不留死角，然后用平底切斷刀切斷工件。

（5）杯蓋底面加工。杯蓋底面加工應該內外交叉，另外在加工螺紋的時候，杯蓋部位的螺紋應該結合杯體的螺紋，以杯體的螺紋為基礎，讓杯體和杯蓋的螺紋配合更加緊密。

（6）杯體底部加工。在進行了杯蓋底面加工完成之后，應該采用螺紋連接的方式，車削杯體底下的凹槽部位。在進行車削之前，應該要清理螺紋的部位，涂上油料，方便以后的拆卸。在進行杯體底部加工的時候，應該考慮到零件的剛性是比較差的，應該較少的運用背吃刀量，提高加工的安全程度。

（7）進行零件的拆卸和杯蓋夾具的加工。杯體底部加工完成后，首先要進行杯體零件的拆卸，并且要保證杯蓋的加工長度。另外就是要加工杯蓋和夾具，把毛坯使用剩下的部分車削成夾具。

（8）杯蓋頂面加工。在一系列的加工程序完成之后，要進行杯蓋零件頂部的粗加工和精加工，并且加工之前依然要進行涂油程序，并且還要進行清理。

四、結束語

杯形薄壁配合件屬于比較難加工的零件，在以往的加工過程中也一直是一個難點。在加工杯形薄壁配合件過程中應該首先分析該零件的結構，然后分析、研究在加工過程當中的難點，找到解決問題的方法，降低失敗的可能。杯形薄壁配合件加工是當前生產技術能夠達到的，并且其結構也是可行的，只有找準問題的關鍵，并且制定合適的加工方案，才可以達到加工目的。本文介紹了杯形薄壁配合件加工過程中的難點以及常出現的問題，介紹了難點突破的方法，分析了杯形薄壁配合件加工的工序、刀具的選擇，希望對該零件的加工起到一定的參考作用。

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