淺談利用數(shù)控機床提高加工薄壁零件精度的方法

【摘 要】薄壁半圓球零件由于零件的剛性并不是橫好，很容易產(chǎn)生變形，在加工過程中比較困難等因素，導(dǎo)致零件加工精度達不到要求。本文分析如何加工薄壁零件和精度要求，并提出了一定的解決方法。

【關(guān)鍵詞】薄壁零件；數(shù)控機床；加工技術(shù)；精度

一、薄壁零件在加工過程中需要認真考慮的幾個重要問題

（1）薄壁零件一般在數(shù)控機床上不用卡爪直接去夾緊的，

應(yīng)該考慮用一種直接進刀式夾持的辦法來加工這個零件。（2）薄壁兩件一般的毛胚件的切削余量并不是很大，由于這些零件不均勻，裝夾時就不再考慮用卡盤去裝夾了，需要重新考慮用一些專用夾具來進行加工零件。（3）在加工中進給速度和切削用量都不宜太高，轉(zhuǎn)速的選取也不宜太高。

二、提高薄壁零件的加工精度的方法

在如圖2所表示的典型的薄壁零件，運用數(shù)控機床在對企業(yè)生產(chǎn)加工產(chǎn)品時中難度比較大的零件，為了使產(chǎn)品的合格率有所提高時，我們在從工件的位置、刀的補償，內(nèi)容的編制等各個方面進行全面的考慮，在實踐的證明下，能夠有效地使零件的精度提高，從而有力地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量要求。

圖2 材料為45號的鋼Φ55X50

（1）分析工件特點。在從零件圖樣要求和材料的結(jié)構(gòu)特點來看，加工此工件的難度主要有以下兩點：一是因為主要是薄壁零件的加工，而螺紋的部分厚度僅僅只有6mm，材料為45號鋼，又大批量的生產(chǎn)加工，所以又要去考慮如何確保工件在生產(chǎn)加工時的定位精度要求，還要考慮裝夾簡單、可靠性好，而我們一般都是利用三爪自定心卡盤去夾持外圓或者是撐內(nèi)孔的裝夾使用方法去加工的，也要去認真充分考慮如何去裝夾定位的一些重要的問題。二是由于螺紋的加工部分厚度只有2mm，因此加工的精度要求也是比較高的。在目前的FANUC和廣州數(shù)控系統(tǒng)裝置中螺紋的編程指令有G32、G92、G76。G32一般是比較簡單的螺紋切削加工的方法，程序編程相對其他的指令是比較的麻煩，因此不怎么合適應(yīng)用；而G92的螺紋切削循環(huán)方法是采用了直接式進刀的方式，刀具的兩側(cè)面刀刃同時在切削工件，切削的力比較大，排削的問題也是很困難的，所以在切削時，兩個的切削刃也很容易被磨損。在切削螺距比較大的時候，一般由于切削深度比較大，所以刀刃的磨損也比較快。（2）夾具的設(shè)計方法。因為工件比較薄，一般采用常規(guī)的方法去裝夾工件以及切削加工，一定程度上也會受到軸向切削力和熱變形的影響。因此，在一定的程度上也是需要設(shè)計出一套比較適合的上面零件的專用夾具。（3）適當合理地去選擇刀具的應(yīng)用。一是在車內(nèi)孔時內(nèi)鏜孔刀一般采用的是機夾刀具，目的是為了去縮短換刀的時間；二是一般在外圓的粗、精車時均選用常用的硬質(zhì)合金90°車刀；三是車螺紋時螺紋的刀一般常選用機夾刀，刀尖角度要標準，在加工磨損中時易于更換刀具而使用簡便。（4）分析加工工藝的車削過程。一是加工的重要步驟。在機床上裝夾毛坯為40.008mm的長度，車端面為加工的要求；一般使用Φ20.002的鉆頭去鉆通孔，粗、精加工為Φ25.001的通孔。然后在粗、精加工Φ50.01的外圓，一般加工的長度要大于5.02mm至尺寸的要求。最后再去調(diào)頭加工，利用專用夾具去控制總長的尺寸40.01mm平端面；加工內(nèi)螺紋內(nèi)孔尺寸為Φ23.5。二是切削用量的合理選擇。一般在內(nèi)孔粗車時，主軸的轉(zhuǎn)速一般為每分鐘305～355轉(zhuǎn)的，進給速度F0.1～F0.155的，留有一定的精車余量0.55mm～0.66mm。而在車內(nèi)孔精車時，主軸轉(zhuǎn)速一般為每分鐘108-166轉(zhuǎn)的，為了取得比較好的表面粗糙度一般去選用比較低的進給速度F0.0555～F0.0855。在外圓粗車時，一般主軸的轉(zhuǎn)速為每分鐘505～606轉(zhuǎn)，進給速度F0.15～F0.2，留有一定的精車余量0.333mm～0.555mm。而在外圓的精車時，一般主軸轉(zhuǎn)速每分鐘1555～2022轉(zhuǎn)，進給速度F0.088～F0.11。（5）用科學(xué)的方法編制數(shù)控程序（數(shù)控系統(tǒng)一般采用FANUC-OTD，程序略）。（6）在加工過程中應(yīng)該要注意一些重要事項。首先把工件一定要夾緊，以防在加工過程中工件打滑使工件飛出來傷人，也可能會出現(xiàn)扎刀。

三、結(jié)語

對于高的精度薄壁零件、腔體類這些零件，能夠更好地去實現(xiàn)高效、高精度的加工過程中關(guān)鍵有兩點：一方面是利用高轉(zhuǎn)速切削加工技術(shù)，能夠有效地實現(xiàn)免時效一次的加工成型的工藝流程路線，也能夠縮短加工周期。另一方面是一般是選用比較合適的防變形裝夾技術(shù)，能夠減少或者避免因裝夾變形而產(chǎn)生的零件尺寸的精度誤差和表面質(zhì)量的影響。