薄壁套的车削加工.doc

1、薄壁套的车削加工题目： 薄壁套的车削加工 单位： 姓名： 1薄壁套的车削加工摘要：本文通过分析薄壁套削加工时产生影响其加工的各种不利因素，提出了不同解决方法和措施，为以后加工该类零件提供了经验范例。关键词：薄壁套 变形 振动 加工方法一、引言薄壁套零件，为了保证其制造质量，常采用能承受较大载荷和剧烈磨擦的高强度结构钢材料，由于该类零件技术要求通常为：内孔精度为 IT3 级，粗糙度为 。加工时，由于工件刚性不足，易发生变形和振动，刀具的几何角度要求高及刀杆的刚性不足等原因，容易造成零件形位尺寸达不到设计要求。针对以上各种不利因素，必须采取相应措施和加工手段。二、不利因素的产生和解决方法薄壁套车削

2、加工时产生的不利因素主要有：工件变形、振动、刀具的几何角度等，具体分析如下：1、薄壁套的变形和解决方法（1）装夹变形：因装夹不合理或夹紧时施力不当引起的变形，最常见的是用三爪卡盘夹持薄壁套加工，夹紧后薄壁套成为棱园状，如下图 A，车削出的内孔成正圆形，如下图 B，但松夹后，薄壁套的弹性恢复使内孔产生了三角棱形，如下图 C。1.62A B C1、一普通车床三爪 2、一薄壁套解决办法：采用合理装夹方法，用专用软卡爪或开口套筒，使夹紧力均匀分布在薄壁零件上，从而减少了变形。如下图：1专用软卡爪 1开口套筒2薄壁套 2薄壁套使用软卡爪装夹薄壁零件，可以根据工件的具体情况，做成不同的形状，在使用卡爪前，

3、最好将工件定位基准尺寸精车一刀，使它和工件定位基准尺寸保持一致，并适当控制夹紧力，防止工件因夹紧力的分布不均匀而引起加工误差。当薄壁件较短时，也可以一次装夹，加工出内外圆，切下即可。改善装夹方式同时还可附加轴向夹紧，如心轴或锥度心轴。（2）切削热引起的工件变形3零件在加工中所产生的变形，主要是切削热引起的。线膨胀系数较大的金属薄壁件，在半精车和精车的一次装夹中连续车削，所产生的切削热不仅使工件变形，有时甚至还会将工件卡死在夹具上，影响刀具的耐用度、切削力的大小、工件表面粗糙度值的提高，乃至工件尺寸精度等，必须保证切削液的充分浇注。解决方法：在车削线膨胀系数较大的金属薄壁件时，要注意充分冷却，不

4、要在较高的温度下进行精车，等冷却后再继续加工，并时刻注意温度变化对工件尺寸精度的影响，同时须合理配制润滑液：用煤油和机械润滑油按 6：1 的比例配制。（3）因工件内应力引起的工件变形在铸、锻、焊及热处理等热加工过程中，由于工件各部分热膨胀冷收缩不均匀及内部组织转变时的体积变化，引起工件产生变形，这种变形对薄壁工件影响更加明显，有时甚至难以达到图样规定的精度 要求。2、薄壁套的振动和解决方法(1)机床因素：机床是各部件相互配合组装而成，某部件的磨损或配合间隙过大，均会使工件在加工过程中产生振动，生产振动主要部位是：机床主轴、间隙过大的拖板。解决方法：工作前应调整好车床或更换性能较好的车床加工。(

5、2)刚性不足的因素：刚性不足亦使薄壁套产生振动，主要体现在工件自身、刀杆、工具夹持部分的刚性不够。解决方法：增加辅助支承，如用中心架、跟刀架、可调支承，采用死顶尖代替活顶尖，减少尾座套筒伸出的长度，使用较大的刀杆等，都能获得良好的效果。4(3)刀具的几何角度因素：精车薄壁套的内孔时，刀具的修光刃过长，刀具的刃口不锋利，冷却润滑不足，均会导致加工表面会出现波纹，车削时产生振动。解决方法：精车薄壁套时，要注意刀具的磨损情况，特别是在车削高茺材料的薄壁零件时，常常出现由于刀具逐渐磨损而使工件内孔呈现锥度，因此，刀具几何角度选用十分关键，选用情况如下：刀 具 几何角度 目的及应用Kr=9093Kr=1

6、5Kr=93时，径向切削力最小，可减少摩擦，避免变形a。=1416a。 1=15 减少摩擦，切削轻快外圆精车刀 适当增大 r。 刀口锋利，减少挤压抗弯内孔精车刀Kr=60Kr=30r=1015。=1416=4050控制切削流向，改变受力情况，保护刀尖，增加实际工作前角，发挥出良好的切削作用。三、薄壁套的画削加工实践（一）用锥度心轴加工薄壁直套1、加工一般的薄壁直套加工如下图 A 所示薄壁直套，工件材料为 45 号钢，壁厚0.6mm，薄套加工精度要求为 IT23 级，表面粗糙度为： ，其加工工艺要点为：（1）锻件退火（2）粗车全件，按图示尺寸各留 2mm 余置（3）人工时效1.63.25（4）半

7、精车外径配专用软卡爪（5）在 增 大 接 触 面 的 软 卡 爪 上 精 车 内 孔 和 端 面 至 要 求 尺 寸 (70.8mm)（6）在微锥度心轴上精车外径至尺寸要求，微锥度心轴优点是靠楔紧产生的摩擦力带动工件旋转，定心精度高，可达 0.0050.01mm，同时提高了加工零件的刚度，消除了在切削中产生的振动和变形，微锥心轴如下图 B。1薄壁套 2微锥心轴2、使用刀具特点(1)93小月牙精车刀，如下图 C，刀片为 YT15，刀杆为 45 号钢，主偏角 93，另有小月牙糟，使径向力几乎等于零，刀具散热性好，减少了变形。切削用量选择：V=24030r/min,F 0.050.16mm/r ,

8、ap0.10.5 mm。(2)60内孔刀头如下图 D，刀片为 YT15，刀杆为 45 号网，主偏角为 60，刃倾角 45，切削轻快，刀刃锋利，切屑成条状，并沿走刀反方向顺利排出，提高工件表面光洁度和尺寸精度。切削用量选择：V=150200r/min，F=0.050.10mm ，ap=0.050.3mm 以上两种刀具特别适合加工壁厚差在 0.30.6mm 薄壁零件的加工。6（二）长薄壁套的加工1、加工工艺分析如下图所示的长薄壁套，毛坏材料 40Cr，热处理 HRC3540，工件大端外径为 96，内外圆的同轴度为 0.02mm，内外圆与 A 面垂直度为 0.015mm。其加工工艺要点为：（1）锻件

9、退火（2）粗车：用卡盘装夹找正，加工出平衡的装夹基准，卡盘在装夹基准的基础上，继续找正毛坯，粗车内外圆，各尺寸留 34mm的余量，120 端留 2015mm 工艺夹头，粗车图如下：7（3）热处理：硬度 HRC35-40。（4）精车夹位：左端外圆 108 车至 107，内孔左端 86 车至 8710。（5）加工堵塞与 8710 形成紧配合。（6）装夹方式：第一种方式用软卡爪与 107 配合装夹，第二种方式用开口环与 107 配合装夹，第三种方式加工一个堵塞与8710 形成过盈配合，然后与软卡爪或日常普通卡爪配合装夹，该方式大大改善了装夹状况，防止了工件因状夹务不均而产生变形，见下图：（7）半精车

10、：使用第三种装夹方式，用软卡爪夹紧工件，同时与跟刀架和中心架配合使用，注意工件冷却，102，90，96245 均留 0.5mm 加工余量。（8）精车：用顶尖顶住工件，加工外圆 102 0.2，96 0.03 卡 爪8或用跟刀架提高工件刚性，加工外圆至 96 0.03，加工好外圆，再在工件适当的位置固定好中心架，调整好中心架的支承架，加工内孔于 90 0.015。（9）正确使用跟刀架和中心架。1、跟刀架的选择使用因工件薄而长，工件刚性差，容易产生振动和变形，所以在粗精车时，正确使用跟刀架和中心架是解决工件振动和变形的重要手段。二爪跟刀架，车削时，车刀给工件的切削合力 F 使工件贴住在跟刀架的两个

11、卡爪上，但实际使用时，由于工件本身有一向下的重力 Q，可形成离心力作用，使工件可能瞬时间离开卡爪而生产振动；而三只卡爪的跟刀架，在三个方向和刀具组成封闭图形，限制了工件上下，左右的径向跳动，所以，最好选用三爪跟刀架。支承卡爪的材料多为 HT100 灰口铸铁，因工件薄与支承爪产生摩擦热，使工件产生形变，影响尺寸精度，为减少摩擦热，可采用胶木或电木或尼龙做支承卡爪。跟刀架支承爪的调整方法：（1）可以在已加工表面上，调整支承爪与刀具的支承位置，小于 10mm。（2）吃深必须是在整个薄套的全长上，能够消除毛坯，不能留有黑皮和斑痕。（3）拧进后支承爪 A 至工件外圆，应用手感，耳听，测表等方法有效控制支

12、承爪接触到外圆的松紧程度。（4）拧进下支承爪 B 和上支承爪 C，松紧情况同（3） （要求每9个支承爪都能与轴保持相同微小间隙，并可自由移动） 。（5）经常对各支承爪的接触情况进行检查，并注意冷却润滑。（6）用反向走刀法车削薄壁外圆。3、中心架的选择使用采用中心架是为了增加工件刚性，根据支承爪结构不同，多见的有带滚动轴承的中心架和铸铁支承中心架，但铸铁支承爪与薄壁套极易产生摩擦热，可以将铸铁支承爪更换为胶木或电木或尼龙支承爪，以便减少摩擦热。（1）外圆已车好的工件，而且表面不做擦伤时，可选用适合的中心架。（2）将中心架调整至工件右端 1/4 处。（3）轻度拧紧中心架活臂卡子。（4）拧进靠近操作者的支承爪 A，直到支承爪轻微接触到外圆为止（可结合手感、耳听，目测等感觉的方法） 。（5）拧进远离操作者的支承爪 B，接触情况同上。（6）向下拧上面支承爪 C，接触情况同上。（7）拧紧各支承爪的固定螺钉。（8）在支承爪与外圆间加机械润滑油，防止发热。刀具材料：YT5 或 YT6切削用量：V =150300r/min， F=0.050.20mm/r ap=0.10.2mm