长薄壁套筒零件圆周等分槽加工工艺改进

张鹏飞 何七荣 徐 剑 曹 罡

（九江职业技术学院，江西九江 332007）

长薄壁套筒零件圆周等分槽加工工艺改进

张鹏飞 何七荣 徐 剑 曹 罡

（九江职业技术学院，江西九江 332007）

现通过设计简易的工艺装备——横向装夹简易分度装置，改善普通铣床的加工工艺，解决长薄壁套筒零件圆周等分槽的加工中遇到的一些问题，保证了产品质量，提高了生产效率。

横向装夹 加工 简易分度 尾座 刀杆支架

图1是我厂为深圳一家企业技术攻关的套筒零件。该零件的加工难点是45个4 mm宽的等分槽。在普通铣床上加工类似的零件通常采用万能分度头一夹一顶的装夹方法对工件进行加工。但是这种装夹方法对该工件进行加工存在较多问题：①在立式铣床上用立铣刀或键槽铣刀铣削会有随刀圆弧，很难铣出直口，且铣刀刚性较差容易产生让刀现象；②在卧式铣床上用锯片铣刀铣削，其切削方向与槽的方向不一致；③将万能分度头横向装夹，工作行程受到限制。因此这种装夹方法无法完成该工件的加工，为此我们对该工件的加工进行了工艺改进。

1 长薄壁套筒工件的装夹

由图1所示，工件属长薄壁套类零件，具有薄壁套工件加工的所有特点，用三爪卡盘直接装夹零件易产生变形。为了防止工件变形，要在三爪和工件之间加一个弹簧卡圈（如图2）。该卡圈有一个2 mm的开口槽，用三爪将卡圈向外撑大来实现工件的夹紧。为了增加对工件的夹紧力，可在卡圈外圆开几个圆弧槽。

对类似的长薄壁套筒工件的装夹，传统的装夹方法通常采用万能分度头一夹一顶的装夹方法（图3a）。这种装夹方法一般都是纵向装夹，在卧式铣床用盘铣刀加工只能加工轴向槽，而对圆周方向的槽其切削方向与槽的加工方向不一致，因此无法加工。而横向装夹行程又受到工作台宽度的限制（X6132卧式铣床工作台宽度只有320 mm，而这种装夹方法的总长最少700 mm以上），因而无法采用。改用我们设计的横向装夹装置可解决在卧式铣床上用锯片铣刀加工的问题（图3b）。

2 工件材料加工工艺性分析

该零件的材料是2Cr13马氏体不锈钢。不锈钢的切削加工性比中碳钢差很多，以普通45钢的切削加工性作为100%，马氏体不锈钢2Cr13只为55%。不锈钢在切削过程中有如下几方面特点：加工硬化严重、切削力大、切削温度高、切屑不易折断、易粘刀和刀具易磨损。

加工不锈钢时切削速度稍微提高一点，切削温度就会高出许多，刀具磨损加剧，耐用度大幅度下降。为了保证合理的刀具耐用度，就要降低切削速度，一般按加工普通碳钢的40%～60%选取。

由于加工含碳量较低的马氏体不锈钢有较明显的粘刀现象，在切削过程中要选用具有较好的润滑和冷却效果的切削液；选择锯片铣刀切削时，刀齿不宜过多，齿槽要深，尽量将刀齿磨成错齿，以便于排屑和减少切削力。

切削不锈钢工件时应对工件进行调质处理。马氏体不锈钢经调质处理后，可获得优良的综合力学性能，其切削加工性比退火状态有很大改善。本工件在加工之前进行了调质处理，调质硬度为35 HRC，具有较好的可加工性。

3 横向装夹简易分度装置设计

本装置主要由底板、简易分度头、尾座等几大部分组成（如图4）。底板的中间有4个台阶孔，可利用内六角螺钉将底板固定在铣床工作台上；左右两侧各有一个定位键槽和两个螺纹孔，用来安装简易分度头和尾座。

简易分度头主要是由分度支座、分度轴、定位销、刻度盘、手柄和锁紧螺钉几部分组成（图5），分度轴2上有12个等分孔用于分度定位。定位销3拔出，转动手柄5，参考刻度盘上的刻度线转动相应角度，再将定位销3插入孔内，完成分度。该分度头比万能分度头的分度方法更简单、分度效率更高。

为避免在切削过程中尾座与刀杆相碰，本尾座的顶部设计成圆弧形（如图6）。

传统刀杆支架底部较大，在加工过程中会碰到工件（如图7），故把底部制作成半径R16 mm的圆弧。

4 加工注意事项

（1）在铣左右两侧直口时会出现重复切削，因此在铣右侧直口时，尾座顶尖不宜顶的太紧，以免受力过大使工件压缩，出现明显接刀痕。

（2）在控制槽距时，要注意每个槽距的积累误差。

（3）在用多把铣刀铣削时，要注意铣刀直径大小误差不能超过0.1 mm。

（4）刀具磨损更换铣刀时，要注意换下来的旧铣刀与装上去的新铣刀的直径是否有误差，如果有误差，定位尺寸也要随之而改变。

5 结语

该装置分度方便快捷，且可用多把铣刀同时铣削，大大提高了生产效率；经过切削实验各尺寸均能达到精度要求，没有明显的接刀痕，各直口均匀整齐。

1 李昌年.机床夹具设计与制造.北京：机械工业出版社，2006.

2 薛源顺.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，2000.

3 戴起勋.金属材料学.北京：化学工业出版社，2005.

（编辑 周富荣）

（收修改稿日期：2009－07－07）

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Technology Improvement for Trough Machining Long and Thin Wall Cylinder

ZHANG Pengfei，HE Qirong，XU Jian，CAO Gang
（Practiced Factory，Jiujiang Vocational and Technical College，Jiujiang 332007，CHN）

Here we introduce a transverse and simple graduator jig equipment and accessories which is clamped transversely by this equipment could be machininged easily by conventional machine tool.The equipment is a good complementarity of traditional methods，and some problem have been solved.This technology improves the quality of products and production efficiency obviously.

Transverse Jig；Machining；Simple Graduator；Tailstock；Knife Rest

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