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中国工具网详解提高薄壁件内孔加工精度的方式
2012-10-9 0:00:00
中国工具网详解提高薄壁件内孔加工精度的方式
1问题剖析 因为薄壁件结构外形庞杂，相对刚度较低，故加工工艺性差。本文依据企业加工实际状态（被加工零件如图1所示），提出一
1问题剖析 因为薄壁件结构外形庞杂，相对刚度较低，故加工工艺性差。本文依据企业加工实际状态（被加工零件如图1所示），提出一种解决薄壁件内孔车削加工变形的方式，从而提高了薄壁件内孔的加工精度。
引起薄壁件变形的原因很多，重要可以下几个方面剖析：
(1)工件的装夹条件
薄壁零件加工古装夹在三爪卡盘上，在三个卡爪处夹紧力集中作用，使工件发生受力变形，加工后 没有圆度误差，但把工件从卡盘上卸下来后，因为工 件材料的弹性复原，而使内孔涌现了圆度误差。
(2)切削参数
切削参数不合理，容易产生外表应力，而且会产生大批的切削热，招致工件变形。
①背吃刀量：不同的切削深度对工件外表剩余应力及其散布的影响不明显，这重要是因为切削深 度的增大对切削温度和工件外表剩余热塑性变形的 影响不明显。故切削深度对宏观的切削力有影响，但对工件外表剩余应力的影响对照小。
②进给量：进给量增大对车削加工剩余应力的影响明显。随着进给量的增大，切削温度升高，故车 削加工剩余应力呈明显增大趋向，且剩余应力散布 层也加深。
③切削速度：切削速度提高的同时，在车刀作用 下的切削层金属发生弹塑性变形，加上后刀面与工件外表、车刀与切削摩擦产生的切削热，切削温度不均匀地升高。只管切削速度的提高使切削热在极短时间内产生并使温度升高，但切削底层的切削热向其内部的传导要滞后肯定时间，且切削热积聚在切削底层，这招致切削温度升高而产生较大的热塑性变形。
(3)冷却液的选择
切削液可以减小作用在刀具前后面上的摩擦力，使切屑容易排出，带走切削区的热量，减缓刀具和工件的升温。切削液具备良好的润滑、冷却作用，同时还具备良好的清洗和防锈作用。常用的切削液分为三类：水溶液、乳化液和切削油：
①水溶液：水溶液是以水为重要成分的切削液。水的导热性能好，冷却效果好，但防锈、润滑性能差。
②乳化液：乳化液是将乳化油用95 010 - 980/0的水稀释而成，呈乳白色或半透明的液体，乳化液具备良好的冷却作用，具备肯定润滑、防锈作用。
③切削油：切削油的重要成分是矿物油，应用中常参加油性增添剂，极压增添剂和防锈增添剂，以提高其润滑防锈作用，冷却性能差。
(4)工材料
工件材料不同，在热解决过程中其淬透性不同，故引起的热解决变形也不同。 2改良方案 (1)针对工件的装夹变形 改良三爪卡盘的卡爪结构，采取环形夹紧，夹具结构如图2所示。用于工件的外圆外表，单位面积存强减小从而减小了因夹紧变形而产生的圆度误差。
(2)针对切削参数
在车削实验中吃刀量和进给量同时增大，切削力也增大，变形也大，对车削薄壁件极为不利；减少吃刀量，增大进给量，切削力尽管有所下降，但工件外表剩余面积增大，外表毛糙度值大，使强度不好的薄壁件的内应力增大，同样也会使零件变形；基于以上原因，对内孔采取两刀加工的工艺方式，详细加工参数如下表1所示。
(3)针对冷却液的选择
因为本工件内孔为精加工，加工量小，重要应保障工件的精度和毛糙度。精车时因为切削力小，温度不高，宜采取高浓度的乳化液和含油性增添剂的切削液。
(4)针对工件材料
8620H钢是我国从美国AISI( SAE)规范“H”结构钢中引进的钢种，各项技术指标要求都特殊严厉，其淬透性带宽很窄，为6 - 8HRC，而国内齿轮钢淬透性带宽一般为12 - 15HRC。因带宽对钢中的热解决变形影响十分大，故为了减少热解决变形对其内孔加工的影响，将工件材料由20CrMnTi改为8620H，这就有效降低了热解决变形。
3结语
通过以上剖析与改良，加工后孔的尺寸精度满意了设计要求，孔的圆度误差稳固控制在0. 05mm以内。实际证实，从工艺系统以及加工方式上采取有效措施，使加工效果有了明显提高，解决了该薄壁件内孔加工误差大的难题，提高了企业经济效益。
