1 概述
大型薄壁套為液壓缸體中內(nèi)襯套，加工后鑲嵌到液壓缸體中，并在上下端面處焊接，經(jīng)時效處理后，內(nèi)孔磨削至尺寸。因其壁薄、剛性差、強度弱，采用簡單四爪裝夾時，薄壁套橢圓變形，形位誤差增大。鑲嵌到液壓缸體中時，薄壁套與液壓缸體徑向產(chǎn)生間隙，在活塞環(huán)往復(fù)工作時薄壁套徑向變形產(chǎn)生泄漏，無法使用。因此，在加工薄壁套時必須保證形位公差要求。本文從工件裝夾、刀具、切削用量等方面論述了解決方案。
2 解決措施
2.1 裝夾方式的選擇
圖1 所示為套類薄壁零件。它的內(nèi)外圓直徑差小，壁薄，強度當然就弱，如果在工作臺上用四爪夾緊時用力過大，就會使薄壁零件產(chǎn)生變形，造成零件的圓度誤差。如果在卡爪上夾得不緊，在車削時有可能使零件松動、甩出而報廢。調(diào)整夾緊力的大小，我們采取粗車時夾緊些，精車時夾松些來控制零件的變形。
從圖2 中可以看到零件是在四爪卡盤上裝夾，零件只受到四個爪的夾緊力，夾緊力會使工件變扁，從而使零件變形。如果將零件上的每一點的夾緊力都保持較松，減少每一點的夾緊力，采用軸向壓緊這種現(xiàn)象就能改變。
如圖3 所示，把工作臺面上的卡爪卸下，用四件螺栓軸向壓緊。采用后一種方法夾緊，零件的變形小，方法可行。
如果我們轉(zhuǎn)移夾緊力的作用點，即在工件內(nèi)孔卡爪對面四個方向，增加附助支承，徑向夾緊力在徑向支承作用下不會使件壁變型。通過實踐分析：添加內(nèi)孔支承的方法，有利于承載夾緊力，而不致使零件變形。
2.2 選用合理的切削用量
薄壁零件車削時變形是多方面的。裝夾工件時的夾緊力，切削工件時的切削力，工件阻礙刀具切削時產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形，使切削區(qū)溫度升高而產(chǎn)生熱變形。切削力的大小與切削用量密切相關(guān)。從金屬切削理論中可以知道:背吃刀量ap，進給量f，切削速度V 是切削用量的三個要素。
車削過程中，背吃刀量和進給量同時增大，切削力也增大，變形也大，對車削薄壁零件極為不利。減少背吃刀量，增大進給量，切削力雖然有所下降，但工件表面殘余面積增大，表面粗糙度值大，使薄壁零件的內(nèi)應(yīng)力增加，同樣也會導(dǎo)致零件的變形。
所以，粗加工時，背吃刀量和進給量可以取大些;精加工時， 背吃刀量一般在0.2~0.5mm, 進給量一般在0.1~0.2mm/r,甚至更小，切削速度6~100m/min,精車時用盡量高的切削速度，但不易過高。合理選用三要素就能減少切削力，從而減少變形。
2.3 合理選擇刀具的幾何角度
在薄壁零件的車削中，合理的刀具幾何角度對車削時切削力的大小，車削中產(chǎn)生的熱變形、工件表面的微觀質(zhì)量都是至關(guān)重要的。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，但前角太大，會使刀具的楔角減小，刀具強度減弱，刀具散熱情況差，磨損加快。所以，一般車削鋼件材料的薄壁零件時，用高速鋼刀具，前角取6~30°,用硬質(zhì)合金刀具，前角取5~20°。刀具的后角大，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。在車削薄壁零件時，用高速鋼車刀， 刀具后角取6~12°, 用硬質(zhì)合金刀具， 后角取4~12°，精車時取較大的后角，粗車時取較小的后角。主偏角在30~90°范圍內(nèi)、車薄壁零件的內(nèi)外圓時，取大的主偏角。副偏角取8~15°，精車時取較大的副偏角，粗車時取較小的副偏角。
2.4 砂帶磨削降低內(nèi)外圓粗糙度，系統(tǒng)震動小且穩(wěn)定性好
大型薄壁類零件，有的內(nèi)外圓粗糙度值要求低，用砂帶磨削可有效降低粗糙度。由于砂帶機本身質(zhì)量輕，其磨削工藝結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)易于控制，所有的回轉(zhuǎn)部件如接觸輪、驅(qū)動輪、張緊輪等磨損極小，不會出現(xiàn)象砂輪那樣的動不平衡因素。此外，砂帶的彈性磨削效應(yīng)能夠大大減輕或吸收磨削時產(chǎn)生的震動和沖擊。磨削速度穩(wěn)定，砂帶驅(qū)動輪不會象砂輪一樣越磨直徑越小速度越慢。砂帶磨削工件表面質(zhì)量高主要表現(xiàn)在表面粗糙度值小，殘余應(yīng)力狀態(tài)好，以及表面無微觀裂紋或金相組織變化等現(xiàn)象。砂帶磨削切削力小，不易引起工件振動與變型。
2.5 切削液對薄壁零件的影響
用高速鋼刀具粗加工時，以水溶液冷卻，主要降低切削溫度；精加工時，中、低速精加工時，選用潤滑性能好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液，主要改善已加工表面的質(zhì)量和提高刀具使用壽命硬質(zhì)合金刀具，粗加工時，可以不用切削液，必要時也可以采用低濃度的乳化液或水溶液，但必須連續(xù)地、充分地澆注；精加工時采用的切削液與粗加工時基本相同，但應(yīng)適當提高其潤滑性能在車削過程中充分使用切削液不僅減小了切削力，刀具的耐用度得到提高，工件表面粗糙度值也降低了。同時工件不受切削熱的影響而使它的加工尺寸和幾何精度發(fā)生變化，保證了零件的加工質(zhì)量。
3 結(jié)束語
本文介紹的大型薄壁類零件加工預(yù)防變型的方法主要應(yīng)用于超大直徑圓盤或圓環(huán)零件的內(nèi)外圓周表面的加工，不需要專門的加工工裝，方法造價低，加工方法簡單可行，操作方便。夾具的安裝和調(diào)整也比較方便，尤其是對于一些超大型高精度的圓盤類零件進行精加工時，可因地制宜，加工周期短，能滿足用戶設(shè)計需要。另外，砂帶機的結(jié)構(gòu)也很簡單，可自行制作或外購成品。
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