簿壁套筒零件加工防变形的技巧

2015-04-26李银玉吴敬

机床与液压 2015年10期

李银玉，吴敬

(沈阳工学院，辽宁沈阳 110005)

某公司加工一种簿壁套筒零件，如图1所示。材质铜合金，零件尺寸为外径φ160 mm，内径φ154 mm，壁厚3 mm，内外径表面粗糙度均为1．6μm。该零件的加工最大难点是变形问题，若大批量加工可以设计制作工装夹具，用夹具来控制变形。但该零件数量有限，制作夹具要增加费用，加工成本上升，造成浪费。于是决定采用特殊加工技巧，在不使用专用夹具的情况下，在卧式车床上，采用自定心卡盘一次装夹，完成零件内外圆及端面加工，并能控制变形，保证加工精度和表面粗糙度。

图1 零件示意图

1 防止装夹变形毛坯下料尺寸的确定

由于零件壁厚仅3 mm左右，在卡爪径向力作用下，会造成装夹变形。为防止出现变形，毛坯的下料尺寸应科学、合理。毛坯采用铸造铜合金管，其长度由三部分组成，工件长度A、切断宽度B和卡盘装夹长度C，其中装夹长度C取15～20 mm，加工零件内外圆时，加工到切断部位最大位置点D，从而使装夹部位保证较厚状态，消除变形影响，见图2。

图2 毛坯示意图

2 采用内外圆交替加工方法

为防止加工中由于切削力影响产生振动和变形，在内外圆粗车、半精车和精车3个过程中均采用交替加工方法，即车一刀外圆，再车一刀内孔，如此反复直到精车完成。采用交替加工方法，可以使外圆，内孔在车削过程中受不同切削力影响，而造成变形相互抵消，从而实现在车削加工过程中，最大限度保证外圆、内孔加工时的尺寸精度和形位精度。

3 粗车、半精车后安排低温时效处理

零件在车削过程中，其内部不可避免会产生内应力，内应力的产生和不断释放会产生变形。为及时消除内应力，在粗车和半精车后，分别安排一次低温时效处理，温度在200℃左右。通过低温时效处理，消除内应力，减少变形影响。

4 防止切断变形的措施

全部零件精车完成后，对零件进行切断时，发现在切断处产生变形。其原因是由于使用切断刀进行零件切断时，刀具作用力较大，而零件的壁厚较簿，在内应力、切削力共同作用下，造成零件切断处变形，这种变形往往会使零件变成废品。防止变形的措施是半精车后选用切断刀在零件切断位置处先车一刀，保留壁厚单边1～1．5 mm(留精加工余量)。这样做有两个作用:(1)释放切断口处的内应力，从而将最后全部切断时产生的变形降低最低;(2)减小最终切断时加工余量，使切削深度减小，切削时间缩短，从而减小应力及切削力影响。

5 精加工采取措施

精加工是零件加工最后一道工序。随着加工的进行，零件壁厚越来越小，刚性变差，易产生变形。为防止变形产生，作者采取的措施是:精车内孔时，外圆缠胶布;精车外圆时，内孔塞橡胶球。精车内孔时，外圆缠胶布，增加零件紧固力，防止零件胀口。精车外圆时，内孔塞橡胶球，橡胶球产生膨胀力，支撑零件内孔，增加零件刚性，减小零件变形。同时胶布和橡胶球还起到吸收切削振动效果。见图3。