文档介绍：1薄壁零件加工方法研究【摘要】在实际生产加工中,薄壁零件由于其刚性差、易变形等特点,导致其尺寸精度、形位精度及表面质量难以得到保证,给加工增加了不少难度。本文对切削加工中常见问题进行分析,提出相应方案加以解决改善,并对几种新型的切削加工方法进行了简单介绍。【关键词】薄壁零件;加工变形;工艺措施;误差补偿;高速切削薄壁零件通常也叫薄壳零件,这类零件的壁厚和它的轴向或径向尺寸比较相差很悬殊,一般认为零件的壁厚与零件最大尺寸比值小于1/20时,就属于薄壁零件。由于这类零件具有重量轻,节省材料,结构紧凑,占空间位置少等特点,因此在机械、航空航天、船舶等很多领域中有较广泛的应用。当然这类零件的加工方法有多种,例如车削、冲压、焊接、滚压等,但对于一些截面比较复杂而尺寸精度和表面粗糙度要求又比较高的薄壁零件,经常采用车削的方法来加工,因此车床上车削加工薄壁零件是一种很重要很普遍的加工方法。在实际车削加工过程中,由于薄壁零件的毛坯刚性差、强度弱,所以容易发生变形,导致零件的几何精度、位置精度、表面质量等受到影响,易保证零件的加工质量,给车削加工带来一定的困难。因此如何提高薄壁零件的加工精度,减少加工变形,保证产品合格率是业界内越来越关心的话题。因此对薄壁零件切削过程中的常见问题及解决方法作如下讨论。,影响工件的尺寸精度和形状精度。车削时为了方便,常采用三爪自定心卡盘装夹工件,如图所示,用三爪自定心卡盘装夹薄壁圆柱零件外圆加工内孔时的示意图。当卡爪夹紧工件时,由于卡爪和工件外圆表面间的接触面太小,导致夹紧力分布不均匀,在夹紧力的作用下,工件与卡爪接触的部位产生弹性变形,使零件呈现出三棱形如图1。三棱形内孔经过车削加工为圆柱孔后,不松开卡爪测量孔的尺寸,完全能符合零件图所规定的尺寸要求如图2。但由于内孔的加工是在工件已产生弹性变形的状态下车出来的,加工完毕松开卡爪后,卸下的工件外圆因弹性变形恢复成圆形,而已加工出的圆柱孔则变成三棱形,如图3所示。同理用一般三爪卡盘的卡爪涨紧薄壁件的内孔加工外圆表面时,也会出现类似的变形情况。为避免出现这种情况,可用措施如下:,将其装配在工件在外面,三爪卡盘直接和过渡环接触夹紧,而工件则通过开口过渡环来夹紧,这样夹紧力也就均匀分布在极大的工件接触面上,可避免工件的装夹变形,如图4所示。,采用软金属材料并加大接触面,工件夹紧时夹紧力就能较均匀地分布在较大的工件接触面上,可有效地避免装夹变形。使用软卡爪装夹薄壁零件是一种即简便又行之有效的装夹方法,软卡爪可根据工件的实际情况做成不同的形状。为提高定位精度,在使用卡爪前,应使其在夹紧或涨紧状态下,根据工件尺寸对其定位基面精车一刀,使它和工件定位基准尺寸一致,如图5所示。,为减少夹紧力引起的变形,当工件结构允许时,可采用轴向夹紧的夹具,以改变夹紧力的方向,如图6所示。,使夹紧力作用在刚性较好的部位以减少变形,等加工终了时再将肋或凸边切去,如图7所示。***切入工件挤压被切削金属时,材料内部晶粒变形,分子之间产生滑移,形成材料与晶粒之间的内摩擦。当切屑形成后,它又沿着***前面排出,切屑和***前面之间、***后面和工件加工表面之间形成外摩擦。内、外摩擦力在切削过程中作用在***上,阻止***进行切削,形成切削抗力即切削力。它是由几个分力组成的空间力,为便于分析计算,一般将4其分解为相互垂直的三个力:主切削力、径向切削力和轴向切削力。径向(轴向)切削力使***在切削过程中产生径向(轴向)反作用力,使工件产生弹性变形和振动。若工件不同部位刚度不同,则在切削加工时产生的弹性变形也不同,使***实际切去的材料厚度不同,最终导致工件产生变形。例如工件两端刚度好,越靠近中间刚度越差,则在径向切削力的作用下,越靠近中间产生的弹性变形越大,即“让刀”越严重,致使***在两端切去的金属多,中间切去的金属少,则加工的工件呈现中间厚,两端逐渐减薄的曲面形状。轴向切削力同样由于工件从中心到外径处刚度的不一致,产生不同的弹性变形,最终导致工件端面不再是一个平面而呈现一个凹心面或凸肚形状。在实际切削加工过程中,切削力是必然存在不可消除的,但可以采取有效措施来改变切削力的大小,从而减小工件因切削力而产生的变形量,提高加工质量。对切削力有影响的因素有很多,主要归纳为几下几方面:***,切削力随前角增大而减小。因为前角的大小,决定着切屑变形情况和切屑与***前面的摩擦情况,若前角增大会使切屑变形和5摩擦