超薄筒狀零件加工技術分析

畢振東，李永成，鄭海東

[摘? ? 要]隨著當今社會經濟與科技的協(xié)同發(fā)展，機械加工技術的進步也日新月異。而在機械加工領域中，超薄筒狀零件的加工是一項難點內容，只有做好其加工技術的合理應用與控制，才可以確保此類零件的加工效果，滿足其實際生產和應用需求?；诖?，以某超薄筒狀零件的機械加工為例，對其加工技術的應用進行分析，以讓機械加工技術在超薄筒狀零件的具體加工中得以良好應用，為此類零件的良好加工提供科學參考。

[關鍵詞]機械加工;超薄筒狀零件;零件加工;加工技術

[中圖分類號]TH16 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–00–03

Analysis on Machining Technology of Ultra-thin Cylindrical Parts

Bi Zhen-dong，Li Yong-cheng，Zheng Hai-dong

[Abstract]With the rapid development of science and technology and society， machining technology is also developing with each passing day. In the field of machining， the processing of ultra-thin cylindrical parts is a difficult content. Only by doing a good job in the reasonable application and control of its processing technology， can we ensure the processing effect of such parts and meet their actual production and application needs. Based on this， this paper takes the machining of an ultra-thin cylindrical part as an example to analyze the application of its machining technology. It is hoped that through this research and analysis， the machining technology can be well applied in the specific processing of ultra-thin cylindrical parts， and provide a scientific reference for the good processing of such parts.

[Keywords]machining; ultra thin cylindrical part; part processing; process technology

隨著當今工業(yè)化進程的不斷加快，機械設備的發(fā)展也十分迅速。在這樣的情況下，越來越多的超薄筒狀零件開始得到廣泛應用，其生產制造需求也在不斷提升。但是在對超薄筒狀零件進行生產加工的過程中，因其厚度較小、長徑比較大，加之結構剛性不足，所以其工藝效果很難保障。一旦加工質量不佳，便很容易在后續(xù)應用中出現(xiàn)一系列的問題，進而對其應用質量、應用性能等造成不良影響，嚴重的情況下甚至會引發(fā)安全問題。因此，在對此類零件進行加工的過程中，相關企業(yè)和技術人員一定要充分了解其具體情況，明確其主要結構和加工難點，并對其加工工藝和加工效果進行科學分析，在發(fā)現(xiàn)問題之后，應及時找出問題原因，再采取針對性的措施來進行工藝優(yōu)化。通過這樣的方式，才可以確保超薄筒狀零件的加工質量，并使其應用質量和性能得到最大限度的保障。

1 超薄筒狀零件加工概述

超薄筒狀零件屬于薄壁零件中的一種，其主要特征是零件壁厚度小（通常在0.5 mm左右）、長徑比大、結構剛性較弱等。在當今的很多機械設備中，超薄筒狀零件都具有至關重要的作用，一旦此類零件出現(xiàn)了問題，便會造成非常嚴重的后果。

在對超薄筒狀零件進行機械加工時，其主要的工藝技術路線包括以下幾個方面：①粗加工;②熱處理;③半精加工;④時效處理;⑤精加工。

但是在具體的機械加工過程中，因為超薄筒狀零件壁的厚度太薄，長度和直徑比較大，所以很容易受到切削熱和切削力等因素的影響，進而在加工過程中出現(xiàn)變形問題，導致其尺寸偏差超過允許范圍，無法滿足實際的應用需求。為避免此類情況的發(fā)生，具體加工中，就需要對其機械加工技術加以合理應用和控制。

2 超薄筒狀零件加工工藝分析

2.1 零件結構與加工難點分析

本次所研究的超薄筒狀零件是應用在屏蔽泵上的一種屏蔽套零件，通常情況下，此類零件的主要材質為合金或者是奧氏體不銹鋼，其最薄位置的厚度在0.4～0.6 mm。考慮到其具體材質與特征，該零件的制造需要通過機械加工的方法來實現(xiàn)。圖1是該超薄筒狀零件的工件結構示意圖。

在該超薄筒狀零件的具體加工中，其主要的難點是φ70 h7這一薄壁段，其厚度僅為0.5 mm，加工中對于其形位公差和尺寸公差都具有非常嚴格的要求，加之長度和直徑都比較大，整體剛性不足，如果直接進行加工，則很容易在切削力影響下出現(xiàn)變形問題?；诖?，在具體的加工過程中，一定要對其進行專用工裝設計，這樣才可以對其薄壁段起到有效的輔助作用，能與其共同承受加工中的切削壓力。

2.2 超薄段加工工藝選擇

在對該超薄筒狀零件的薄壁段進行加工時，加工方法有兩種。①將外圓預留出足夠大的加工量，讓整體結構剛度得以良好保障，先對內孔進行精加工，在加工到設計尺寸之后再通過φ69 H7內孔以及左端的C端面進行定位，并以此為依據進行外徑的精加工。②將內孔預留足夠大的加工量，讓整體結構剛度得以良好保障，先對外徑進行精加工，在加工到設計尺寸之后再借助于φ70 h7外圓以及左側的B端面背面進行定位，并以此為依據進行內孔的精加工。

按照熱脹冷縮原理，本次加工中，若選擇了第一種加工方法，在最后進行外徑加工的過程中，很可能讓此段在切削熱作用的影響下向外膨脹，進而導致完成精加工的φ67 H7內孔尺寸變大。而在第二種加工方法下，這樣的問題就不會出現(xiàn)?；诖?，在本次的超薄筒狀零件加工中，對于φ70 h7這一薄壁段，便采用了第二種加工方法。因為熱處理之前并沒有加工難點，所以本次加工工藝分析主要從熱處理之后的加工工序開始。

2.3 超薄段加工工藝分析

在合理選擇了機械加工工藝之后，技術人員主要通過以下的工藝來進行該超薄筒狀零件的φ70 h7薄壁段加工：對φ70 h7薄壁端外徑進行夾裝，在經過粗找正之后，通過半精加工的方式將φ69 H7內孔加工到φ67;通過精加工的方式將C大端面和φ120外徑加工到設計要求。然后對φ120外徑進行夾裝，夾裝過程中，應將軟墊銅設置在工件和卡盤之間，以此來達到良好的保護效果。在找正之后，對整個零件外表面進行半精加工以及精加工處理，使其達到設計要求。尤其是對于φ70 h7薄壁段的外徑，需要通過多次的半精加工方式進行加工處理。接下來需按照設計圖紙進行劃線，并鉆出螺栓孔。最后是內孔精加工，此項操作需要在完成了上述加工操作且將工件放置48 h之后進行。具體加工中，應借助于外徑定位胎做好定位工作，定位中，應使定位胎具內孔和φ70 h7外圓相配合，使定位胎具端面靠緊C端面，用螺栓固定。加工過程中，應將進刀量適當減小，并將冷卻液的用量適當加大。本次加工中，每一次的進刀量都控制在0.2 mm及以下，經溫度監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，切削溫度并未發(fā)生明顯變化。圖2是本次超薄筒狀零件加工中的外徑定位胎示意圖。

2.4 薄壁段加工效果分析

在通過上述加工工藝對該超薄筒狀零件進行加工之后，為確保其加工質量，特對其進行了形位公差和尺寸測量。經測量發(fā)現(xiàn)，在該零件中，除了φ70 h7這一薄壁段的外徑之外，其余所有位置的形位公差及其尺寸都與設計要求相符。表1是φ70 h7薄壁段的具體測量時間及其測量結果情況：

從表1可以看出，在該超薄筒狀零件通過上述加工工藝完成加工并放置了48 h之后，其中的φ70 h7薄壁段D段外徑并未發(fā)生變化，但是E段外徑卻出現(xiàn)了尺寸縮小情況。由此可判斷出，φ70 h7薄壁段E段是導致該段外徑加工尺寸不符合設計的主要偏差位置。因此，在后續(xù)的加工工藝研究中，需要對此處的加工工藝問題產生原因進行科學分析，并根據實際情況，采取合理的措施來實施工藝優(yōu)化。

2.5 加工問題原因分析

根據本次加工之后與放置48 h之后的具體測量結果，結合該超薄筒狀零件的具體加工工藝分析可判斷出，之所以會在φ70 h7薄壁段E段出現(xiàn)外徑縮小問題，主要原因是在對該段內徑進行半精加工的過程

中，其加工尺寸是φ67，和精加工尺寸φ67 h7之間存在2 mm差距，單邊加工量達到了1 mm，加工量較大。在這樣的情況下，雖然在加工中并未監(jiān)測到明顯的溫度變化，但是在切削熱的影響作用下，其加工溫度一定會出現(xiàn)輕微變化情況，加之工件壁厚度太小，熱傳導速度快，因此即使加工中的溫度變化非常細微，也會對加工尺寸造成影響。

2.6 加工工藝改進及其效果分析

針對本次加工中出現(xiàn)的問題，結合上述問題原因分析，在后續(xù)加工中，技術人員特對其加工工藝進行了調整。調整中，將原來的φ69 h7內孔半精加工參數從φ67改為φ68，同時也對φ70 h7外徑精加工過程中的進刀量進行了適當縮小，使其控制在0.1～0.15 mm，其他加工工藝參數均保持不變。然后依然按照上述的加工工藝方法重新進行了該超薄筒狀零件的加工，并對新的工件形位公差及其尺寸進行了測量。經測量發(fā)現(xiàn)，在對加工工藝進行了優(yōu)化改進之后，新的超薄筒狀零件在完成加工并放置48 h之后的形位公差及其尺寸都完全符合設計要求。表2是本次加工工藝優(yōu)化改進之后該超薄筒狀零件φ70 h7薄壁段的具體測量時間及其測量結果情況。

從表2看出，改進之后的加工工藝在該超薄筒狀零件加工中具有良好的適用性和可行性。

3 超薄筒狀零件加工中的主要注意事項分析

在通過機械加工技術進行超薄筒狀零件的加工過程中，為實現(xiàn)其加工精度的良好控制，相關企業(yè)與技術人員需要注意以下幾點：①一定要對定位胎內孔和工件外徑之間的配合公差加以良好控制，防止間隙過大所導致的切削力影響變形和間隙過小所導致的工件外徑損傷。經試驗分析可知，其配合公差應保持在0.02～0.03 mm。②加工中，定位胎軸向上的內部臺階一定要和工件之間保持適當間隙，這樣才可以讓定位胎大端面無間隙地緊靠在工件上的C大端面上。但是為防止該段在加工中受到刀具擠壓出現(xiàn)外脹問題，這個間隙也不可預留過大，通常在0.2 mm及以內即可。③因為定位胎和工件之間的配合間隙比較小，在將工件裝入到定位胎中之后，兩者便可能會產生摩擦，進而很容易將工件劃傷。所以在具體加工中，也應該做好定位胎材料選擇，使其具備一定的剛度，但硬度不可過大。

4 結束語

在當今的機械工程領域中，超薄筒狀零件具有非常重要的應用價值和很高的應用需求。但是因為此類零件具有較大的加工難度，所以具體加工中，需采用機械加工的方式，根據實際情況進行工裝設計。為達到良好的加工效果，應先做好試加工操作，并在完成加工和放置48 h之后做好其形位公差以及尺寸測量，對于發(fā)現(xiàn)的問題，一定要明確其主要原因，并采取針對性的措施來進行處理。通過這樣的方式，才可以讓超薄筒狀零件的加工工藝得到合理優(yōu)化，盡最大限度確保其加工精度。這對于超薄筒狀零件的制造、應用以及機械制造技術的發(fā)展都將具有十分深遠的意義。

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