薄壁零件的車削技巧

臧強鑫

（江蘇省常州技師學(xué)院，江蘇 常州 213000）

1 薄壁零件車削過程中遇到的困難

（1）變形問題。①受力變形。用三爪卡盤夾緊薄壁外圓，在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，導(dǎo)致零件呈多角形，可通過采用外加開口套筒或改用特殊軟爪等措施來增大接觸面積，使夾緊力均勻分布；于受熱變形。因零件壁厚小，切削過程容易產(chǎn)生大量熱量導(dǎo)致熱變形，影響零件精度；③振動變形。在車削徑向力的作用下，容易產(chǎn)生振動變形，影響尺寸精度和表面質(zhì)量。

（2）薄壁零件壁厚不均勻。普通車床的夾具、刀具及主軸旋轉(zhuǎn)中心位置不在相對位置上，加工過程容易產(chǎn)生偏心，造成工件幾何形狀和壁厚不均勻，還有部分零件壁厚均勻性要求高，但尺寸要求低，因定位剛性差造成壁厚較大誤差。

（3）刀具對精度和表面質(zhì)量的影響。薄壁零件粗加工不會因壁薄造成加工誤差，而精加工要求刀桿剛性高，刀具刃口要鋒利，切削液要充分冷卻，保證零件表面質(zhì)量。在精車深孔薄壁時要注意刀具磨損及刀具伸長量，尤其是車削硬材料薄壁時，會因刀具磨損造成孔內(nèi)錐度的產(chǎn)生。

2 影響薄壁零件加工的重要因素

（1）夾具因素。夾具的主要作用是通過合理布置夾具和支撐塊的位置及合適的夾緊力，在加工過程中對工件進行定位、約束和支撐。零件在三爪卡盤中受夾緊力的影響會造成局部剛性轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致零件相對刀具的位置改變。此外三爪卡盤的裝夾精度是影響零件精度的主要因素，因此優(yōu)化三爪卡盤的裝夾方案減少裝夾變形是提高零件精度和提升加工效率的關(guān)鍵。

（2）切削用量的影響。力的大小跟切削用量密切相關(guān)，合理選擇切削三要素的大小能有效減少變形，背吃刀量增加，切削力成正比增加，進給量增加，切削力增加60%，因此車削薄壁零件盡量用高的切削速度，但要采取一定的措施，防止工件的振動，降低工件表面的粗糙度值。切削速度同時也是影響刀具的主要因素。如果切削速度高，刀具容易磨損，刀具鋒利程度減弱，也同樣會引起切削力的增加，引起零件的變形。

（3）刀具幾何角度的影響。刀具前角大小，決定著切削變形與刀具前角的鋒利程度。前角大，切削變形和摩擦力減小，切削力減小，刀具散熱情況差，磨損加快。一般情況，粗加工采用較小的前角，精加工采用較大的前角。工件材料強度好、硬度高取較小前角，反之取較大前角。刀具的后角大小，決定著刀具后面與工件表面的摩擦情況。后角大，摩擦力小，切削力也相應(yīng)減小，但后角過大也會使刀具強度減弱。刀具主偏角的大小，決定著軸向切削力和徑向切削力的分配情況。主偏角增大，徑向切削力減小，而軸向切削力增大；反之徑向切削力增大，軸向切削力減小。車削薄壁零件的內(nèi)外圓時，取大的主偏角為好。

（4）切削液的影響。在車削過程中，切屑、刀具和工件會產(chǎn)生摩擦產(chǎn)生熱量，熱量傳遞到刀具上，刀具硬度降低，刀具磨損加劇，表面質(zhì)量降低；熱量傳遞到工件上，會使工件產(chǎn)生熱變形。薄壁零件加工不利，在切削過程中，合理選擇切削液能有效降低切削力，提高刀具耐用度，表面質(zhì)量提高，零件也不會受到切削熱的影響，保證了零件的加工質(zhì)量。

3 薄壁零件車削技巧

（1）合理選擇刀具幾何角度、切削用量、切削液。粗加工時，背吃刀量和進給量可以大些；精加工時，背吃刀量一般在0.4mm左右，進給量一般在0.15mm/r左右。切削速度對切削力影響不大，但要根椐工件材料、工件直徑、刀具材料及角度，控制在一定范圍內(nèi)，一般取1000r/min。精車時采用較高的切削速度，在高速度下要防止工件的共振，提升表面質(zhì)量。切削速度也影響了刀具壽命，切削速度高，刀具磨損加劇，刀具鋒利程度的減弱也同樣會引起切削力的增加。因此切削深度和走刀量不宜過大，否則極易產(chǎn)生“軋刀”，減小切削力能有效控制變形，而采用較大的主偏角、稍大的前角、會降低切削力；同時切削時選取小的背吃刀量，通過充分的冷卻潤滑液等方法能減少工件變形。因此合理的工藝安排，良好的準備工作是提高薄壁工件加工質(zhì)量的有效方法。

（2）薄壁零件車削最好粗精加工分開。粗加工有較大的殘余應(yīng)力，因此粗加工后進行退火處理能有效降低應(yīng)力。部分薄壁零件形狀復(fù)雜精度高，需增加半精車工序，使粗加工產(chǎn)生的變形得到修正。當(dāng)使用同一基準、一次裝夾完成工件半精車與精車加工時，可以用開口套筒及專用扇形軟卡裝夾薄壁工件，可增大裝夾接觸面積，使夾緊力均勻分布在薄壁工件上，以減少工件變形。精車前松開工件，減少內(nèi)部應(yīng)力，調(diào)整工件位置再夾緊，可有效應(yīng)對工件變形問題。同時使用夾具時應(yīng)減少工件夾緊與車削時的變形，以此保證薄壁質(zhì)量。

4 結(jié)語

車削薄壁零件除了利用以上方法，還可以在加工中利用一些輔助支承、液塑心軸等工裝夾具。最終目的即減小加工中的變形，正確掌握薄壁零件的安裝和夾緊，是薄壁零件車削的關(guān)鍵。