薄壁深孔零件的車削加工

陳彩梅

薄壁深孔件是數(shù)控車削加工中存在剛性差，強度弱，易變形，不易保證加工質(zhì)量的難題。本文從圖紙分析，工藝的編排，夾具、刀具及設(shè)備的選用等方面，完整介紹薄壁深孔零件伸縮筒的車削加工的整個過程，為解決以上難題提供了很好的依據(jù)及借鑒。

一、薄壁深孔不規(guī)則盲孔零件圖紙分析

結(jié)合圖1伸縮筒成品及圖2伸縮筒圖紙作出如下分析：

（1）薄壁裝夾受力易變形。伸縮筒為薄壁深孔筒狀盲孔零件，最薄壁厚單邊只有1.4mm；外圓上有凸臺帶鍵槽，鍵槽內(nèi)6-Ф80+0.1mm孔，厚度不均勻，而且盲孔排屑困難。常規(guī)夾具裝夾受易變形，控制尺寸。

（2）伸縮筒帶外圓凸臺，裝夾難。車加工時三爪卡盤裝夾會與伸縮筒上的外圓上凸臺產(chǎn)生干涉。如果用四爪裝夾零件的精度很難保證，且校正費時。

（3）工序內(nèi)容多，重復(fù)裝夾。伸縮筒的加工工序內(nèi)容多，多次裝夾必定帶來裝夾誤差，耗時長，效率低。這與要求相矛盾。如25.4×178mm，內(nèi)孔有0.1mm公差，光潔度要求為1.6，用數(shù)控車加工可以考慮用絞刀來加工。

整個伸縮筒結(jié)構(gòu)是薄壁孔深且是盲孔的不規(guī)則零件，主要選用數(shù)控車，銑床輔助。加工要綜合考慮加工工藝的編排、夾具、刀具、設(shè)備的選用等。

二、加工工藝過程

據(jù)現(xiàn)有的加工條件和伸縮筒加工內(nèi)容，在數(shù)車上加工工藝過程見表1：

加工工藝說明：

（1）為了發(fā)揮數(shù)控車床的優(yōu)勢和零件的尺寸統(tǒng)一，在車床的主軸套筒里面放一個定位心軸，以零件的端面作為定位，這樣加工每個零件時不用每次對Z軸的刀尖。

（2）鉆孔時鉆頭安裝在尾座，工件在卡盤。鉆孔時為了保證178長度0.1mm的公差，在車床的中拖板上放置一個百分表，尾座套筒上安裝一個定位板，當(dāng)鉆頭鉆到178深度時把中拖板上的百分表碰到定位板，百分表調(diào)零，以后每件鉆孔當(dāng)定位板一碰到百分表零位時就退出鉆頭，從而保證長度公差。

（3）在車削時使用適當(dāng)?shù)睦鋮s液（如乳化油），能增加表面光潔度，使加工表面更好地減少受熱變形。

三、車床夾具設(shè)計、制造、使用

1.車床夾具設(shè)計圖（見圖3）

根據(jù)加工設(shè)備和伸縮筒的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合上表的加工藝過程，主要設(shè)計以下夾具：

此夾具類似軟卡爪。車床采用徑向夾緊時，采用增大伸縮筒受力面積、增強剛性。另外開口16 mm解決車床裝夾干涉問題。夾具用線切割制作，完全能滿足圖紙±0.1mm公差要求。

2.夾具制造

①把做軟卡爪的軸車成二階臺階，把40mm的一端在車床夾緊，50mm頂住卡爪，如圖4所示。

②把整個卡盤和臺階軸焊接在一起，鉆中間通孔10mm。

③按設(shè)計圖紙3尺寸，用線切割割成三份，制作成軟卡爪，注意避開凸臺12.5 mm的位置。這樣做出整個夾具是卡盤和軟卡爪是一體的，保證同軸度。

3.車床夾具的使用（可加工工序內(nèi)容與數(shù)車相關(guān)內(nèi)容）

本夾具使用見圖5。裝夾時把伸縮筒凸臺對著最大缺口16mm方向裝夾，很好解決了直接用三爪裝夾干涉和受力變形的問題，且增加剛性，定位精度達到0.02左右的同軸度。零件裝夾迅速不用校正，精度高，效率高，質(zhì)量保證。例如加工工序內(nèi)容3、8還可以做到一次裝夾加工多項內(nèi)容。

四、刀具的選用

1.內(nèi)鏜孔刀采用機夾刀，縮短換刀時間，無需刃磨，具有較好的剛性，減少振動變形和防止產(chǎn)生振紋。

2.外圓粗、精車均選用硬質(zhì)合金90°車刀。

3.螺紋刀選用機夾刀，刀尖角度標(biāo)準(zhǔn)，磨損時易于更換。

4.鋁材料比較軟，所以刀具盡量選用前角大、刀尖圓角小的刀片。

五、數(shù)銑完成的工序

1.數(shù)控銑夾具

見圖6，把夾具按伸縮筒的外形需要加工成A、B兩塊，可以組合或單塊使用，橫放、豎放（見圖7、圖8）都可以。

2.數(shù)控銑夾具的使用

見圖6，水平橫放固定平口鉗上，校正水平。平口鉗一側(cè)裝一鐵條以螺紋尾端面定長度位置。松開鉗口，把伸縮筒凸臺緊貼夾具A的6.25尺寸基準(zhǔn)面位置，保持水平夾緊加工。此工裝用加工中心可以一次裝夾完成數(shù)車加工完后余下的工序內(nèi)容。鉆尾部2.2也可用數(shù)控銑床。此工裝定位準(zhǔn)確，精度高，效率高，操作勞動強度低。

經(jīng)過生產(chǎn)實踐，薄壁深孔筒零件加工雖難，用數(shù)車削加工并制作相應(yīng)夾具，聯(lián)合數(shù)銑完成成品。設(shè)備成本降低，保證質(zhì)量，還提高了勞動生產(chǎn)率，取得了良好的經(jīng)濟效益，為日后生產(chǎn)提供了很好的依據(jù)及借鑒。

責(zé)任編輯 何麗華