薄壁零件加工方法和工藝分析

薄壁零件的工藝分析及加工方法單位名稱：陜西長嶺電子科技有限責任公司作者：安小康2017年3月2日薄壁零件的工藝分析及加工方法作者：安小康職業(yè)技能鑒定等級：二級單位名稱：陜西長嶺電子科技有限責任公司單位地址：寶雞市渭濱區(qū)清姜璐75號2017年3月2日目錄摘要………………………1關(guān)鍵詞……………………11工藝方案分析…………21.1薄壁零件圖…………21.2零件圖分析……….21.3確定加工方法…………………….…22工件裝夾……….32.1定位基準選擇………32.2確定零件定位基準……………….32.3裝夾方式選擇………32.4確定裝夾方式……………………33刀具和切削用量選擇…………………34零件加工………………55加工注意事項…………75.1安全文明生產(chǎn)………75.2刀具的選擇…………75.3削用量的要求………76影響薄壁加工因素及解決方法………86.1受力變形……………86.2受熱變形……………96.3振動變形……………9總結(jié)…………………10參考文獻………………11摘要薄壁工件因為具有重量輕、節(jié)約材料、結(jié)構(gòu)緊湊等特點，薄壁零件已日益廣泛地使用在各工業(yè)部門。但薄壁零件的加工是比較棘手的，原因是薄壁零件剛性差、強度弱，在加工中極容易變形，不易保證零件的加工質(zhì)量。

薄壁零件的加工問題，一直是較難解決的。薄壁件目前一般采用數(shù)控車削的方式進行加工，為此要對工件的裝夾、刀具幾何參數(shù)、程序的編制等工藝分析方面進行試驗，合理的選擇加工方法從而有效地克服了薄壁零件加工過程中出現(xiàn)的變形，保證加工精度。關(guān)鍵詞：薄壁工件工藝分析程序編制加工方法1工藝方案分析1.1薄壁零件圖1.2零件圖分析該零件圖是薄壁套類零件由外圓、內(nèi)孔、外螺紋組成。尺寸標注完整，表面粗糙度為1.6，選用毛坯是45號鋼。毛坯尺寸Φ35mm×50mm,表面無熱處理等要求。1.3確定加工方法確定加工方法的原則是保證加工表面加工精度和表面粗糙度。薄壁類零件應(yīng)按粗、精加工工序。薄壁件通常需要加工工件的內(nèi)、外表面。內(nèi)表面的粗加工和精加工都會導(dǎo)致工件變形，所以應(yīng)按粗精加工分序。內(nèi)外表面粗加工后，再內(nèi)外表面精加工，均勻的去除工件表面多余部分，這樣有利于消除切削變形。加工方法多種多樣，應(yīng)結(jié)合零件的形狀，尺寸，位置，選擇合理快捷的加工方法。尺寸公差要求較高，公差值較小。取其基本尺寸加工編程便可。2工件裝夾2.1定位基準選擇定位基準選擇極為重要，他影響到工件加工的尺寸，位置精度從而影響到工件整體的加工質(zhì)量。2.2確定零件定位基準根據(jù)基準重合原則以工件左端面或者右端面作為定位基準2.3裝夾方式選擇為了防止工件在切削力的作用下，發(fā)生位移偏動。影響工件的位置精度，加工質(zhì)量甚。至損害刀具機床以及操作安全，合理的裝夾具有重要意義。2.4確定裝夾方式裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工內(nèi)孔工件精度要求。3刀具和切削用量選擇切削用量公式：Vc=πdn/1000(m/min)N≤1200/p-k式中Vc------切削速度，單位m/min;d-------切削刃上選定點處所對應(yīng)的工件或道具的回轉(zhuǎn)直徑，單位mm;n------工件的轉(zhuǎn)速，單位為r/min;P------被加工螺紋螺距，單位為mm;K------保險系數(shù)，一般為80;表3-1工件加工道具卡片序號刀具號刀具名稱加工表面1T1硬質(zhì)合金90度放型車刀粗、精車外輪廓2T2硬質(zhì)合金端面45度車刀粗、精車端面3T3硬質(zhì)合金鏜孔刀粗鏜孔4T4硬質(zhì)合金鏜孔刀精鏜孔5T5Φ25麻花鉆鉆孔表3-2工件加工工序卡片序號工步內(nèi)容刀具號主軸轉(zhuǎn)速進給速度1Φ25麻花鉆鉆通孔T05055000.12卡盤夾住Φ35外圓，粗加工內(nèi)孔Φ28留余量0.5mm，Z-41處，多車1mm防止有截刀痕。T03038000.153精加工內(nèi)孔，至尺寸要求T040410000.14卸下工件，將工件套在芯棒上粗車右端外圓臺階Φ29,Φ30ｚ－４１留精車余量0.5mmT01018000.155精車外圓Φ29,Φ30至尺寸要求T010110000.1表3-3切削用量選擇項目主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min)進給量f/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓8000.151.5精車外圓10000.10.2粗車內(nèi)圓6000.151.5精車內(nèi)圓8000.11.54零件加工零件主要由外圓臺階，內(nèi)孔，螺紋組成。編程如下：O0011內(nèi)孔加工T0303M03S800G00X23Z2G71U1R0.8G71P10Q20W0U-0.5F0.15N10G00X23G01Z0X28Z-41N20G01X23G00X100Z100M05M30T0404M03S1000G00X23Z2G70P10Q20F0.1M05M30O0022外圓加工T0101M03S800G00X37Z2G71U1R0.8G71P10Q20U0.5W0F0.15N10G00X29G01Z0Z-41N20G01X37G00X100Z100M05M30T0101M03S1000G00X37Z2G70P10Q20F0.1G00X100Z100M05M305加工注意事項5.1安全文明生產(chǎn)加工過程中必須遵守安全文明生產(chǎn)準則，不得戴手套操作機床。戴好防護鏡，女生應(yīng)戴工作帽。5.2刀具的選擇加工孔的車孔刀桿懸伸距較大,剛性差,容易產(chǎn)生振動,并在徑向分力的作用下,容易發(fā)生讓刀現(xiàn)象,影響加工孔的精度。因此加工薄臂零件孔時應(yīng)盡可能增加刀桿的剛性。同時,為了容易排屑,應(yīng)在車刀前面開有斷屑槽或卷屑槽,在合適的刃傾角下控制切屑排出的方向。

5.3切削用量的要求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。從《金屬切削原理》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。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―120m/min，精車時用盡量高的切削速度，但不易過高。

6影響薄壁加工因素及解決方法工件在裝夾時,應(yīng)減小夾緊力對零件變形的影響通常的做法是在薄臂環(huán)處增設(shè)一個開口過渡環(huán),減小夾緊誤差,提高加工精度。為減小夾緊變形,可以使夾緊位置選在剛性較強的部位,或采取軸等同周期夾緊的辦法,以減小徑向變形,或在零件上制出加強剛性的輔助凸臺作為夾緊部位,在加工完成后再切除。加工較長的套筒類零件或深孔時,可以先加工外圓表面,再以外圓定位來加工深孔。加工這類零件時,由于零件較長,所以在裝夾加工時,應(yīng)采取一些特殊的工藝措施,防止孔軸心線偏斜,影響位置精度。對加工精度要求較高的薄壁類零件，應(yīng)把粗加工、半精加工、精加工分開進行。粗、半精、精加工分開，可避免因粗加工引起的各種變形，包括粗加工時，夾緊力引起的彈性變形、切削熱引起的熱變形以及粗加工后內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形。

內(nèi)應(yīng)力是引起零件變形的主要因素，為了防止零件的變形，除應(yīng)嚴格地進行材料的熱處理，使工件具有較好的組織外，在粗加工、精加工之間，最好增加一道去應(yīng)力工序，以最大限度的消除工件內(nèi)部的應(yīng)力。6.1受力變形因工件較薄在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。減小受力變形方法:增加裝夾接觸面

開縫套筒或

一些特制的軟卡爪。使接觸面增大，讓夾緊力均布在工件上，從而使工件夾緊時不易產(chǎn)生變形。應(yīng)采用軸向夾緊夾具車薄壁工件時，盡量不使用徑向夾緊，所示軸向夾緊方法。工件靠軸向夾緊套（螺紋套）的端面實現(xiàn)軸向夾緊，由于夾緊力F沿工件軸向分布，而工件軸向剛度大，不易產(chǎn)生夾緊變形。

增加工藝肋

有些薄壁工件在其裝夾部位特制幾根工藝肋，以增強此處剛性，使夾緊力作用在工藝肋上，以減少工件的變形，加工完畢后，再去掉工藝肋。6.2受熱變形因工件較薄，切削熱會引起工件熱變形，使工件尺寸難于控制。減少受熱變形方法: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和粗加工時基本相同，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，同時也保證了零件的加工質(zhì)量。\o"我來完善答案"

6.3振動變形在切削力（特別是徑向切削力）的作用下，很容易產(chǎn)生振動和形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置精度和表面粗糙度?？刂苹驕p小振動的途徑:自激振動和切削過程本身有關(guān)，也和工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性能有關(guān)。因此控制自激振動的基本途徑是減少或消除激振力。

合理選擇切削用量：

車削加工在速度V=20~60m/min時容易產(chǎn)生自振，高于或低于此范圍則振動減