低强度薄壳零件的加工工艺研究

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壳体是组成机器或部件的主要零件，起到支撑和包容其他零件的作用，通常在其内部需安装各种零件 ”。低强度鼻零件由于材质和几何形状的影响，壁厚超差是常见和不易解决的问题[2-31，本文针对机加过程中实际遇到的问题 ，以某端盖为例，对此类零件进行加工工艺研究。端盖材质为紫铜或钽，如图1所示，采取变壁厚设计，总体形状为内外不同心、不同半径球缺，由外及里逐渐增厚，其精度要求较高。

由于紫铜材质强度较低，易变形 ，装夹困难，导致端盖壁厚超差，针对其加工工艺，进行了专项研究，并取得了良好的效果。

图 1 某端盖尺寸图1 超差原因分析在初次加工时，根据以往的经验拟定生产工艺路线如下 ：车大外圆-粗车端面内-粗车端面外弧-精车端面外弧 精车端面内弧 车环形槽。

夹具是本机软夹爪，在加工中，首先对夹爪进行打表 ，在合格后才开始生产，加工至成品尺寸。经三坐标检测 ，C处(6 Inn)和 D处(4.7 mm)尺寸壁厚差超差 (壁厚差要求小于等于0.05 mm)，而且大外圆存在压痕现象，影响了表面粗糙度，良品率较低，对壁厚超差问题进行分析，原因如下：(1)夹具与工件接触面小，导致工件受力不均。

2 改进措施根据以上分析 ，从夹具、工艺 、刀具三方面进行了改进。

2.1改进夹具将现有的工装夹紧方式，设计成全包覆外圆夹具，使零件的受力均匀。首先车制-个夹套并进行热处理，使外圆夹具保持有-定的弹性，并将外圆与夹盘夹爪进行焊接后割成三等分，然后安装在本机上进行精车内孔和端面以保证夹具的精度，如图 2所示。在实际操作中，将零件放入夹具中，以底平面定位 ，在夹紧过程中，整个零部件圆周受力均匀 ，避免了局部变形，同时解决了压痕问题。

收稿 日期 ：2012-12-11作者简介：郑学燕(1963-)，辽宁铁岭人，工程师，大专，研究方向：机械加工。

142匠二[图2 夹具示意图-《装备制造技术2013年第3期2.2 改进工艺根据以上存在问题，采用了粗加工和精加工分步进行的加工方式，将粗加工后的零件放置-段时间，利用自然时效的办法，消除加工应力，然后再进行精加工，改进后的工艺路线如下 ：车大外 粗车端面内-粗车端面外弧 自然时效 精车端面外弧精车端面内弧 车环形槽。

为了保证零件 C处(6 mm)和 D处(4.7 mm)的两个重要尺寸，根据三坐标返回的检测信息 ，将与两个尺寸有关联的 SR160 Innl和SR173.8 lnnl这两项尺寸公差都控制在士0.05 InlTl以内，这样就能够满足c处(6 ram)和 D处(4.7 mm)这两个尺寸的公差要求，C、D两处的壁厚差要求0.05 mm由夹具精度保证，E处的壁厚差用千分尺检测，经过三坐标检验，产品合格率有很大的提高，为以后的批量生产创造了有利条件。

另外，在对精车内煌外弧的加工工序中，工艺参数经过反复试验，摸索了切实合理的加工工艺参数，如表 1所示。

表 1 改进前、后精车内煌外挥工工艺参数I主轴转速(r，min)I进给量(m/r) 平均深度(mm) 进给次数改进前 l 500 l 0.20 03 2改进后 l 600 J 0.15 O.125 4改进后提高了产品主轴转数，增加了给进次数 ，减少了每次切削深度 ，而且切削深度呈递减状态排列，即保证了圆弧壁厚尺寸保持-致 ，也提高了表面粗糙度，解决了受热变形问题。

2.3调整刀具在粗车内外煌精车内外弧这四道工序中，为了提高刀具的耐用度，选用了进口的外圆刀杆(SD-JCR2525M11)和机夹刀片(DMT)进行加工，避免了由于自制焊接合金刀具磨损较快而生产的不合格品。

在加工环形槽工序中，原利用自制焊接合金刀具加工零件，韧磨刀具时费力，而且在每次更换刀具时需要-个对刀料，-把自制焊接合金刀只能加工3～4个零件，经过反复试验，选用了-种机夹合金切槽刀具，这样即节省了韧磨时间，同时也节约了原材料。

3 结束语通过以上分析可以知道：(1)改进夹具可以使整个零部件圆周受力均匀，避免局部变形现象，同时解决了压痕问题；(2)增加自然时效过程、控制关联尺寸和合理优化加工工艺参数，可以保证零件的尺寸，提高表面粗糙度，同时解决零件受热变形问题；(3)合理选用和设计刀具，既可以避免了由于刀具磨损较快而生产的不合格品，又可以节省韧磨时间和原材料。

经过上述改进后，加工的端盖零件经三坐标检测符合产品图要求，合格率由原来的50%提高到9O%以上。以上对端盖工艺的分析和改进，为低强度鼻类零件提供加工工艺的指导，改善了零件加工过程中的壁厚超差问题。