薄壁深孔類零件的加工方法

[摘 要] 從兩方面分析了薄壁深孔類零件的加工方法，一是加工方法的重點與難點，二是一套具體的加工方案。該方案的提出，能夠提高零件加工的質(zhì)量，使薄壁深孔類零件符合各類機械的使用要求，提高生產(chǎn)效率，減少成本的投入。

[關(guān) 鍵 詞] 薄壁深孔；零件；加工

[中圖分類號] F416.4 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）18-0128-01

加工薄壁深孔類零件時，會受很多因素影響，比如工件尺寸、整體性能等，這些都可能降低零件加工的精確度。由此，本文會以加工重點、難點為前提，提供具有可行性的方案，以降低零件加工的難度，使用專用的刀具與支撐夾具，控制生產(chǎn)的尺寸。

一、零件加工的重點與難點

加工薄壁深孔類零件時，會因為工件尺寸的不同，以及刀桿的直徑與長度出現(xiàn)振動，同時，這類零件整體剛性有待加強，容易發(fā)生變形，很難確定加工精度。此外，必須明確的一點是，其使用的材料為不銹鋼，加工中有很嚴重的剛性變化，增加了切削的難度，內(nèi)部產(chǎn)生的熱量不易排出，降低了加工效率，且每個零件大小不一，以某中型零件為例，其內(nèi)孔為一個盲孔，深度500 mm，對精度有很高的要求，而這個孔的底部為球面，不易隨時觀察內(nèi)部情況，產(chǎn)生的碎屑不易排出。

二、零件加工方案

（一）加工方式

首先，使用粗車圓筒。其使用的粗車棒料，其外圓可見光，兩個端面持平，并在外球面頂部放置一個圓臺，便于加工時三爪裝夾的使用，隨后再用專業(yè)刀具加工。其次，車制法蘭。進行這一加工工序時，要在法蘭的外圓上留下足夠的加工余地。再次，焊接法蘭與圓筒。兩者焊接后，會產(chǎn)生焊接應(yīng)力，加工人員需進行熱處理消除，確保后續(xù)的加工按照給出的尺寸進行，有良好的穩(wěn)定性。最后，使用專用的刀具精加工內(nèi)孔與球面，并用支撐夾具，確定外圓與外球的最終大小。

對上述加工方式的補充為，因為工具的長度較長，所以完成車削前，需要把工作外圓放在一個中心支架上，并適時調(diào)整支撐爪和外圓的接觸方式，適當調(diào)節(jié)松緊，并做好潤滑工作。

（二）對專業(yè)刀具的要求

若在常用的加工機床上加工零件，其必須使用專業(yè)的刀具，這是零件加工的關(guān)鍵。其通常選擇的方式為：用直徑與零件相近的切削刀具處理球面與內(nèi)孔，這種方式加工出來的刀具，剛性達到了基本的要求，且切削平穩(wěn)，便于排出加工產(chǎn)生的碎屑，而切削液也可以快速流入需要切削的區(qū)域，有良好的冷卻效果，散出熱量，提高了生產(chǎn)效率。其設(shè)計原則為：以確保碎屑順利從孔內(nèi)排出為基礎(chǔ)，適當增加刀桿剛性，減少其在加工過程中的振動，保證精度，并在最末端的位置放置旋轉(zhuǎn)刀頭，用于削出孔底的球面。仍以中型零件為例，會考慮精車的碎屑排出情況，設(shè)計了它專用的切削刀具，即其刀桿直徑是75 mm，長度達到600 mm，刀頭是曲柄連桿，這主要用于末端圓球的加工。加工時，刀桿與車床的尾座套筒相連，用套筒控制刀桿，再進一步控制刀具，確定中心軸，圍繞這個中心軸運動，完成球面的切削。

（三）對支撐夾具的要求

支撐夾具是刀具切削結(jié)束后的應(yīng)用，且切削結(jié)束后沒有用頂置裝置固定，削好的平面或圓面很容易發(fā)生變形，所以，需要負責人員根據(jù)切削的面設(shè)計支撐夾具，并保證支撐夾具的直徑大小與切削面保持一致，盡力縮小夾具與零件的間距。比如，加工人員加工外部為球形的薄壁深孔類零件時，會根據(jù)球形的直徑以及外圓的尺寸，決定夾具直徑的多少，保證它和外球直徑一致，同時，夾具法蘭上各個空洞的分布也與零件相同，兩者的間隙要控制到最小，而夾具的長度與零件的長度相比，稍稍長出一部分，以便頂在零件內(nèi)球上。

（四）對精車方法的選擇

進行零件精車處理的同時，除使用必需的刀具、支撐夾具外，也要根據(jù)刀具的材料，確定精確的切削數(shù)字，確保零件加工后符合質(zhì)量要求。其包括以下分析：

1.選擇刀片材料與參數(shù)。很多零件加工使用刀具材料的類別都是YW1，它有著良好的硬性，可承受較大的沖擊力，耐磨損，有很長的使用時間。其幾何參數(shù)的選擇是根據(jù)刀的鋒利程度，形成斷屑槽，以加快斷屑處理的效果。

2.冷卻方法。切削過程中隨著刀具與零件的摩擦，內(nèi)部溫度會不斷升高，需使用相應(yīng)的冷卻方式冷卻。該方案中使用的是硫化切削液，液體的輸送管連接刀桿，管頭在刀座上，隨著切削的進行，切削液直接向車刀噴灑，落在加工零件內(nèi)，產(chǎn)生的碎屑會隨著液體流出。

3.控制尺寸。精車的過程中，把刀正對孔口，用這一方式測定內(nèi)孔的深度以及內(nèi)球面的深度，隨后再用加工車床的托板刻度確定，并加以調(diào)整。

對薄壁深孔類零件的加工，需明確加工的關(guān)鍵，以及如何解決零件壁變形的問題。本文提出的方案中，對專用刀具與支撐夾具都做了明確的說明，提高了加工的精準度，提升了加工質(zhì)量，同時，其也要求選擇不同刀片材料的參數(shù)、冷卻方法，并控制尺寸，為其他類別零件的生產(chǎn)提供了理論與技術(shù)支持。

參考文獻：

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