薄壁零件的数控车削加工工艺研究

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Study on NC Turning M achining Technology for Thin-wall PartsSONG Limin.WU Yonggang(Shanxi Institute of Mechanical&Electrical Engineering，Changzhi Shanxi 04601 1，China)Abstract：The deforming or distorting of thin-wall parts in machining process is a difculty to be overcame. Based on the de-forming factors，the turning process was studied，and methods to solve the problems in the machining process of thin-wall parts were given。

Keywords：Thin-wall parts；NC turning；Machining technology薄壁零件因其结构紧凑、质量轻、节省材料等特点，在各工业部门日益得到广泛应用。但由于薄壁零件强度低、刚性差，加工过程中极易变形，难于保证零件的加工精度，所以薄壁零件加工难成为-个凸显的问题。作者以某型号产品的-薄壁套筒为例，对薄壁零件的数控车削加工工艺进行研究。

1 影响薄壁零件加工精度因素分析影响薄壁零件加工精度的因素是多方面的，机床、刀具、工件以及工件的装夹、切削过程的切削力、切削热等都会引起零件的加工误差。具体因素分析见图 1所示。

- 墨 假 暴毳塑 曩热变形 上 图 1 影响薄壁零件加工精度因素2 薄壁零件的工艺分析某型号产品的薄壁套筒零件见图2。该零件为小批量生产 ，材料为 1Crl8Ni9Ti，毛坯为 110 mm x 25mm x 180 mm，长度公差为 ±0.3 mm，表面粗糙度为1.6 m，最薄壁厚仅为0.3 mm，是-个典型的薄壁零件。

l50±0.3图 2 薄壁套筒零件加工难度分析 ：(1)该零件材料 的牌号为 1Cr18Ni9Ti，这是-种不锈钢材料，其切削加工性很差，相对可切削性约为0.3-0.5之间，是-种难切削材料 ，其难加工性主要表现在 ：①塑性、韧性较高，延伸率、断面收缩率和冲击值都较高，所以切屑不易切离、卷曲和折断，切屑变形消耗的能量增多，且大部分能量转化为热能，使切削温度升高。

②高温强度和高温硬度高，在700 oC时仍不能降低其机械性能，故切屑不易被切离，切削过程中切削力大，刀具容易磨损。

收稿日期：2012-02-02作者简介：宋理敏 (1975-)，女，硕士研究生，讲师，现从事数控技术方面的教学研究。E-mail：slmqh###yahoo.com.cn。

· 70· 机床与液压 第 41卷③加工硬化倾向高，大大增加了工件切削时的摩擦、磨损和切削力，容易使刀具磨损，影响工件的表面粗糙度。

④切削过程中容易粘刀，形成积屑瘤，从而影响零件表面的加工质量。

(2)该零件筒壁厚度不均匀，最薄壁厚仅0.3mm，最厚处也不过0.9 rain。采用常规装夹方法，变形太大，难于保证其尺寸精度，需设计专用工装夹具。

3 加工工艺方案制定针对以上问题，特制定以下加工工艺方案 ：(1)机床的选择。根据零件的材料及零件的形状和精度要求，选用 CAK6150Di FANUC 0i mate TC数控车床。

(2)装夹方法改进。依据零件的结构特点、质量要求，在零件左边预留工艺法兰，法兰内孔加工内螺纹。加工工件内孔采用自定心三爪卡盘定位夹紧；加工工件外圆利用芯轴、压螺，采用-夹-顶装夹方式。

(3)零件加工工序安排：① 三爪夹持工件，车左端面，车外圆长50 mm。② 粗车内孔，留0.2 mm精加工余量；精车内孑L至尺寸；车法兰内孔螺纹M102×2，长25 mm。半成品见图3所示。③ 套入芯轴，撑内孔，加入压螺以法兰内螺纹旋紧，三爪夹持左端面 (压螺处)，芯轴右端顶顶尖。粗车外圆，留0.2 mm精加工余量；精车外圆至尺寸。④ 于法兰处切断工件，保证零件的长度尺寸。

175图3 精加工内孔后的半成品(4)刀具的选择。对于不锈钢材料薄壁零件而言，刀具的选择相当重要。刀具的优化选择，可以从刀具的材料和几何结构方面进行考虑。对于该零件采用材料为YW2硬质合金的刀片。这种材料的刀具在加工1Cr18Ni9Ti不锈钢时具有耐磨、抗粘结性好的优点。具体选择见表 1所示。

表 1 数控Jjn'r7J具卡(5)切削用量的选择。加工薄壁零件，如果切削用量选择不合理，很容易产生表面应力，影响工件表面质量，而