薄壁軸承安裝座工藝研究

敖強++鄧昶++鄭琪然

摘 要：軸承安裝座為薄壁復雜件，外形尺寸較大，大端面壁厚不到3mm。內(nèi)孔和外圓尺寸精度較高，技術條件要求極為嚴格，工藝制造的過程中很難加工保證，需要制定合理的工藝方案，研究解決薄壁型面的大端面、內(nèi)孔加工變形以及內(nèi)孔在銑加工深環(huán)槽后的變形問題，保證外圓、內(nèi)孔尺寸及技術條件是技術難點。針對工件結(jié)構(gòu)特點分析出端面、內(nèi)孔變形原因，增加了相關工序內(nèi)容、自制了關鍵工裝、選擇了合理的切削參數(shù)，最終順利攻克這一難題。

關鍵詞：軸承安裝座；薄壁；內(nèi)孔；端面；加工變形

中圖分類號：TH133 文獻標識碼：A

軸承安裝座是一個復雜結(jié)構(gòu)的大型薄壁工件，尺寸精度、形位公差要求極高，針對大端面、內(nèi)孔變形問題，通過確定變形因素，調(diào)整工藝路線，即將銑環(huán)槽、銑深槽工序提前至半精車之后進行并增加穩(wěn)定處理；增加半精車大端面及內(nèi)孔工序；自制精車夾具，調(diào)整大端面加工余量采用合理的切削用量以減小工件變形量。使工件大端面和內(nèi)孔變形得到有效的控制，從而保證加工的工件符合圖紙要求。

1 工件結(jié)構(gòu)特點

軸承安裝座毛料為精鑄件，材料為鑄造鈦合金，尺寸精度及技術條件要求高，加工很難保證。工件三維圖如圖1。

2 加工難點分析

（1）工件直徑較大、最小壁厚較薄，在加工時容易產(chǎn)生振動和變形，使工件的尺寸精度，技術條件很難達到圖紙的要求。

（2）尺寸精度及技術條件要求較高，安裝軸承的內(nèi)孔尺寸和安裝石墨環(huán)的內(nèi)孔尺寸以及大端面到小端面的軸向距離，內(nèi)孔對大外圓的同軸度、內(nèi)孔對內(nèi)孔的同軸度在加工中都很難保證。

3 加工中存在的問題

（1）半精車第二面時，由于定位夾緊方式不合理，加工余量大使大端面產(chǎn)生變形。

（2）精車第一面后大端面變形、內(nèi)孔橢圓、內(nèi)孔尺寸及軸向尺寸超差。

（3）在銑加工7處深槽和環(huán)槽后應力釋放，使大端面及內(nèi)孔產(chǎn)生變形，造成內(nèi)孔尺寸及軸向尺寸超差。

4 原因分析

（1）由于環(huán)槽較深且圓周方向去除余量較多，使工件結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，加工后有應力釋放造成大端面、內(nèi)孔變形使內(nèi)孔尺寸超差。

（2）在半精車第二面時大端面加工余量較大、夾具結(jié)構(gòu)不合理，使大端面產(chǎn)生變形，以至于在加工另一側(cè)大端面時為了保證壁厚需調(diào)整輔助支撐，使大端面產(chǎn)生變形。然后在以大端面定位加工內(nèi)孔時，由于大端面平面度不好，在壓緊大端面后會使內(nèi)孔產(chǎn)生壓緊變形，加工后松開壓板使內(nèi)孔變形造成內(nèi)孔尺寸超差。

5 解決措施

（1）制定合理的工藝路線

將銑深槽、環(huán)槽工序調(diào)整到半精車第一面后進行，并增加穩(wěn)定處理以消除銑槽后應力釋放引起的大端面、內(nèi)孔變形。

（2）采用正確的加工方式

通過多次壓表調(diào)整輔助支撐螺釘以減小工件在加工中的振動來控制大端面的加工變形。

（3）增加半精車大端面及內(nèi)孔工序并調(diào)整加工余量和切削用量

增加半精車工序去除大端面余量；調(diào)整主軸轉(zhuǎn)數(shù)為n=20-30r/min，切削深度為ap≤0.3mm及采用合理的刀具材料，增大刀具的前角、后角，保證刀具的鋒利；在加工時澆注冷卻液以降低切削溫度等，以此來控制大端面、內(nèi)孔的加工變形。

（4）自制夾具改變夾具定位夾緊方式

制造專用夾具改變定位夾緊方式以消除壓緊變形。

6 加工試驗

（1）環(huán)槽的銑加工

將銑環(huán)槽工序安排到半精車之后進行，記錄銑環(huán)槽前后所有表面的跳動量。通過記錄的數(shù)據(jù)得出更改工藝路線后工件的外圓、端面和內(nèi)孔的變形量較更改前有了明顯的改善，有效的減小了加工環(huán)槽所產(chǎn)生的應力對工件的外圓、端面及內(nèi)孔所產(chǎn)生的變形影響。

（2）大端面加工的變形控制

改變工件的定位夾緊方式；通過增加半精車大端面及內(nèi)孔工序；通過多次調(diào)整輔助支撐螺釘并壓表檢查端面跳動量，采用合理的切削用量和刀具角度并澆注冷卻液，極大地減小了端面變形。

（3）內(nèi)孔加工的變形控制

通過控制大端面變形量，再以大端面定位并壓緊大端面使大端面的變形不能傳遞到內(nèi)孔，最后進行精車內(nèi)孔。經(jīng)檢驗內(nèi)孔尺寸完全滿足設計圖紙的要求。

結(jié)語

經(jīng)過分析研究，找出了影響該工件加工變形的主要原因。通過制定合理的工藝路線和加工方法，解決了該工件的內(nèi)孔、端面加工變形等各種問題，證明了此工藝方案的合理性、可行性。同時也在實踐中學到了一些實際加工的經(jīng)驗，為以后的研究奠定了一定的技術基礎，為類似工件的機械制造加工提供了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻

[1]柯明揚.機械制造工藝學[M].北京：航空航天大學出版社，1996 1-185.

[2]湯湘中.機床夾具設計[M]北京：機械工業(yè)出版社，1988 1-158 .

[3]張幼楨.金屬切削原理及刀具[M].北京：國防工業(yè)出版社，1990 1-162.

[4]陳日曜.金屬切削原理（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.6 1-185.endprint

摘 要：軸承安裝座為薄壁復雜件，外形尺寸較大，大端面壁厚不到3mm。內(nèi)孔和外圓尺寸精度較高，技術條件要求極為嚴格，工藝制造的過程中很難加工保證，需要制定合理的工藝方案，研究解決薄壁型面的大端面、內(nèi)孔加工變形以及內(nèi)孔在銑加工深環(huán)槽后的變形問題，保證外圓、內(nèi)孔尺寸及技術條件是技術難點。針對工件結(jié)構(gòu)特點分析出端面、內(nèi)孔變形原因，增加了相關工序內(nèi)容、自制了關鍵工裝、選擇了合理的切削參數(shù)，最終順利攻克這一難題。

關鍵詞：軸承安裝座；薄壁；內(nèi)孔；端面；加工變形

中圖分類號：TH133 文獻標識碼：A

軸承安裝座是一個復雜結(jié)構(gòu)的大型薄壁工件，尺寸精度、形位公差要求極高，針對大端面、內(nèi)孔變形問題，通過確定變形因素，調(diào)整工藝路線，即將銑環(huán)槽、銑深槽工序提前至半精車之后進行并增加穩(wěn)定處理；增加半精車大端面及內(nèi)孔工序；自制精車夾具，調(diào)整大端面加工余量采用合理的切削用量以減小工件變形量。使工件大端面和內(nèi)孔變形得到有效的控制，從而保證加工的工件符合圖紙要求。

1 工件結(jié)構(gòu)特點

軸承安裝座毛料為精鑄件，材料為鑄造鈦合金，尺寸精度及技術條件要求高，加工很難保證。工件三維圖如圖1。

2 加工難點分析

（1）工件直徑較大、最小壁厚較薄，在加工時容易產(chǎn)生振動和變形，使工件的尺寸精度，技術條件很難達到圖紙的要求。

（2）尺寸精度及技術條件要求較高，安裝軸承的內(nèi)孔尺寸和安裝石墨環(huán)的內(nèi)孔尺寸以及大端面到小端面的軸向距離，內(nèi)孔對大外圓的同軸度、內(nèi)孔對內(nèi)孔的同軸度在加工中都很難保證。

3 加工中存在的問題

（1）半精車第二面時，由于定位夾緊方式不合理，加工余量大使大端面產(chǎn)生變形。

（2）精車第一面后大端面變形、內(nèi)孔橢圓、內(nèi)孔尺寸及軸向尺寸超差。

（3）在銑加工7處深槽和環(huán)槽后應力釋放，使大端面及內(nèi)孔產(chǎn)生變形，造成內(nèi)孔尺寸及軸向尺寸超差。

4 原因分析

（1）由于環(huán)槽較深且圓周方向去除余量較多，使工件結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，加工后有應力釋放造成大端面、內(nèi)孔變形使內(nèi)孔尺寸超差。

（2）在半精車第二面時大端面加工余量較大、夾具結(jié)構(gòu)不合理，使大端面產(chǎn)生變形，以至于在加工另一側(cè)大端面時為了保證壁厚需調(diào)整輔助支撐，使大端面產(chǎn)生變形。然后在以大端面定位加工內(nèi)孔時，由于大端面平面度不好，在壓緊大端面后會使內(nèi)孔產(chǎn)生壓緊變形，加工后松開壓板使內(nèi)孔變形造成內(nèi)孔尺寸超差。

5 解決措施

（1）制定合理的工藝路線

將銑深槽、環(huán)槽工序調(diào)整到半精車第一面后進行，并增加穩(wěn)定處理以消除銑槽后應力釋放引起的大端面、內(nèi)孔變形。

（2）采用正確的加工方式

通過多次壓表調(diào)整輔助支撐螺釘以減小工件在加工中的振動來控制大端面的加工變形。

（3）增加半精車大端面及內(nèi)孔工序并調(diào)整加工余量和切削用量

增加半精車工序去除大端面余量；調(diào)整主軸轉(zhuǎn)數(shù)為n=20-30r/min，切削深度為ap≤0.3mm及采用合理的刀具材料，增大刀具的前角、后角，保證刀具的鋒利；在加工時澆注冷卻液以降低切削溫度等，以此來控制大端面、內(nèi)孔的加工變形。

（4）自制夾具改變夾具定位夾緊方式

制造專用夾具改變定位夾緊方式以消除壓緊變形。

6 加工試驗

（1）環(huán)槽的銑加工

將銑環(huán)槽工序安排到半精車之后進行，記錄銑環(huán)槽前后所有表面的跳動量。通過記錄的數(shù)據(jù)得出更改工藝路線后工件的外圓、端面和內(nèi)孔的變形量較更改前有了明顯的改善，有效的減小了加工環(huán)槽所產(chǎn)生的應力對工件的外圓、端面及內(nèi)孔所產(chǎn)生的變形影響。

（2）大端面加工的變形控制

改變工件的定位夾緊方式；通過增加半精車大端面及內(nèi)孔工序；通過多次調(diào)整輔助支撐螺釘并壓表檢查端面跳動量，采用合理的切削用量和刀具角度并澆注冷卻液，極大地減小了端面變形。

（3）內(nèi)孔加工的變形控制

通過控制大端面變形量，再以大端面定位并壓緊大端面使大端面的變形不能傳遞到內(nèi)孔，最后進行精車內(nèi)孔。經(jīng)檢驗內(nèi)孔尺寸完全滿足設計圖紙的要求。

結(jié)語

經(jīng)過分析研究，找出了影響該工件加工變形的主要原因。通過制定合理的工藝路線和加工方法，解決了該工件的內(nèi)孔、端面加工變形等各種問題，證明了此工藝方案的合理性、可行性。同時也在實踐中學到了一些實際加工的經(jīng)驗，為以后的研究奠定了一定的技術基礎，為類似工件的機械制造加工提供了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻

[1]柯明揚.機械制造工藝學[M].北京：航空航天大學出版社，1996 1-185.

[2]湯湘中.機床夾具設計[M]北京：機械工業(yè)出版社，1988 1-158 .

[3]張幼楨.金屬切削原理及刀具[M].北京：國防工業(yè)出版社，1990 1-162.

[4]陳日曜.金屬切削原理（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.6 1-185.endprint

摘 要：軸承安裝座為薄壁復雜件，外形尺寸較大，大端面壁厚不到3mm。內(nèi)孔和外圓尺寸精度較高，技術條件要求極為嚴格，工藝制造的過程中很難加工保證，需要制定合理的工藝方案，研究解決薄壁型面的大端面、內(nèi)孔加工變形以及內(nèi)孔在銑加工深環(huán)槽后的變形問題，保證外圓、內(nèi)孔尺寸及技術條件是技術難點。針對工件結(jié)構(gòu)特點分析出端面、內(nèi)孔變形原因，增加了相關工序內(nèi)容、自制了關鍵工裝、選擇了合理的切削參數(shù)，最終順利攻克這一難題。

關鍵詞：軸承安裝座；薄壁；內(nèi)孔；端面；加工變形

中圖分類號：TH133 文獻標識碼：A

軸承安裝座是一個復雜結(jié)構(gòu)的大型薄壁工件，尺寸精度、形位公差要求極高，針對大端面、內(nèi)孔變形問題，通過確定變形因素，調(diào)整工藝路線，即將銑環(huán)槽、銑深槽工序提前至半精車之后進行并增加穩(wěn)定處理；增加半精車大端面及內(nèi)孔工序；自制精車夾具，調(diào)整大端面加工余量采用合理的切削用量以減小工件變形量。使工件大端面和內(nèi)孔變形得到有效的控制，從而保證加工的工件符合圖紙要求。

1 工件結(jié)構(gòu)特點

軸承安裝座毛料為精鑄件，材料為鑄造鈦合金，尺寸精度及技術條件要求高，加工很難保證。工件三維圖如圖1。

2 加工難點分析

（1）工件直徑較大、最小壁厚較薄，在加工時容易產(chǎn)生振動和變形，使工件的尺寸精度，技術條件很難達到圖紙的要求。

（2）尺寸精度及技術條件要求較高，安裝軸承的內(nèi)孔尺寸和安裝石墨環(huán)的內(nèi)孔尺寸以及大端面到小端面的軸向距離，內(nèi)孔對大外圓的同軸度、內(nèi)孔對內(nèi)孔的同軸度在加工中都很難保證。

3 加工中存在的問題

（1）半精車第二面時，由于定位夾緊方式不合理，加工余量大使大端面產(chǎn)生變形。

（2）精車第一面后大端面變形、內(nèi)孔橢圓、內(nèi)孔尺寸及軸向尺寸超差。

（3）在銑加工7處深槽和環(huán)槽后應力釋放，使大端面及內(nèi)孔產(chǎn)生變形，造成內(nèi)孔尺寸及軸向尺寸超差。

4 原因分析

（1）由于環(huán)槽較深且圓周方向去除余量較多，使工件結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，加工后有應力釋放造成大端面、內(nèi)孔變形使內(nèi)孔尺寸超差。

（2）在半精車第二面時大端面加工余量較大、夾具結(jié)構(gòu)不合理，使大端面產(chǎn)生變形，以至于在加工另一側(cè)大端面時為了保證壁厚需調(diào)整輔助支撐，使大端面產(chǎn)生變形。然后在以大端面定位加工內(nèi)孔時，由于大端面平面度不好，在壓緊大端面后會使內(nèi)孔產(chǎn)生壓緊變形，加工后松開壓板使內(nèi)孔變形造成內(nèi)孔尺寸超差。

5 解決措施

（1）制定合理的工藝路線

將銑深槽、環(huán)槽工序調(diào)整到半精車第一面后進行，并增加穩(wěn)定處理以消除銑槽后應力釋放引起的大端面、內(nèi)孔變形。

（2）采用正確的加工方式

通過多次壓表調(diào)整輔助支撐螺釘以減小工件在加工中的振動來控制大端面的加工變形。

（3）增加半精車大端面及內(nèi)孔工序并調(diào)整加工余量和切削用量

增加半精車工序去除大端面余量；調(diào)整主軸轉(zhuǎn)數(shù)為n=20-30r/min，切削深度為ap≤0.3mm及采用合理的刀具材料，增大刀具的前角、后角，保證刀具的鋒利；在加工時澆注冷卻液以降低切削溫度等，以此來控制大端面、內(nèi)孔的加工變形。

（4）自制夾具改變夾具定位夾緊方式

制造專用夾具改變定位夾緊方式以消除壓緊變形。

6 加工試驗

（1）環(huán)槽的銑加工

將銑環(huán)槽工序安排到半精車之后進行，記錄銑環(huán)槽前后所有表面的跳動量。通過記錄的數(shù)據(jù)得出更改工藝路線后工件的外圓、端面和內(nèi)孔的變形量較更改前有了明顯的改善，有效的減小了加工環(huán)槽所產(chǎn)生的應力對工件的外圓、端面及內(nèi)孔所產(chǎn)生的變形影響。

（2）大端面加工的變形控制

改變工件的定位夾緊方式；通過增加半精車大端面及內(nèi)孔工序；通過多次調(diào)整輔助支撐螺釘并壓表檢查端面跳動量，采用合理的切削用量和刀具角度并澆注冷卻液，極大地減小了端面變形。

（3）內(nèi)孔加工的變形控制

通過控制大端面變形量，再以大端面定位并壓緊大端面使大端面的變形不能傳遞到內(nèi)孔，最后進行精車內(nèi)孔。經(jīng)檢驗內(nèi)孔尺寸完全滿足設計圖紙的要求。

結(jié)語

經(jīng)過分析研究，找出了影響該工件加工變形的主要原因。通過制定合理的工藝路線和加工方法，解決了該工件的內(nèi)孔、端面加工變形等各種問題，證明了此工藝方案的合理性、可行性。同時也在實踐中學到了一些實際加工的經(jīng)驗，為以后的研究奠定了一定的技術基礎，為類似工件的機械制造加工提供了寶貴的經(jīng)驗。

參考文獻

[1]柯明揚.機械制造工藝學[M].北京：航空航天大學出版社，1996 1-185.

[2]湯湘中.機床夾具設計[M]北京：機械工業(yè)出版社，1988 1-158 .

[3]張幼楨.金屬切削原理及刀具[M].北京：國防工業(yè)出版社，1990 1-162.

[4]陳日曜.金屬切削原理（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.6 1-185.endprint