谈薄壁套零件的磨削

2019-11-26康从容

读与写 2019年35期

康从容

(贵航高级技工学校贵州贵阳 550000)

孔壁厚度为孔径的1/8～1/10的零件称为薄壁工件。薄壁零件由于受结构的限制，加工中工件的几何形状精度常受夹紧力作用，在加工中与加工后形状的实际偏差值相差很大，因而满足不了设计要求。磨削过程中除受夹紧力作用变形外，磨削力、磨削热使工件产生内部组织的变化，也会使工件局部产生新的应力，这种应力将在不同时期(磨削中和磨削后)不断释放，从而破坏零件的制造精度。因此，在对薄壁套类零件进行磨削加工中，关键的技术问题是要特别注意和防止工件的应力变形。

为防止或减小变形，保证工件的加工质量，应采取以下措施:

1．改善工件安装方法

工件正确的装夹是磨削薄壁工件的关键，改进装夹方法是减少工件变形最有效的方法。

首先，由于受零件结构的限制，薄壁套类零件的加工定位基准的选择，应根据零件的加工方法和零件的结构形式灵活选择，粗基准的选择应尽量避免能使工件产生几何变形的径向力的产生，内孔加工可选择已加工的端面作为定位基准。

1.1 用专用电磁盘安装。利用电磁夹具将工件吸在磁盘上，改变夹紧力方向进行磨削。

1.2 用专用夹具安装。对于长度尺寸较大的零件适合此方法。

1.3 用普通辅具安装。环形压板压紧、平压板压紧。

上述三种方法都改变了零件的理论定位基准，将定位基准改在了工件端面，使工件夹持力的方向都作用在工件刚性较强的部位，避免和减少工件的几何变形量。

1.4 用胀套装夹。胀套装夹可使工件外圆受力均匀，减少工件的变形。

1.5 用微锥心轴装夹。适用于磨削薄壁套外圆。

2.改善磨削条件，提高内孔磨削质量的方法

2.1 磨削热引起的误差与控制。零件在加工中随磨削温度的增加，材料热膨胀最严重的部位在零件中部，使这个部位的体积增大，并同时向内外圆方向膨胀，在伴随着砂轮磨削的同时这部分金属被额外磨去，而工件随着冷却速度的加快或完全冷却后，在工件中部会出现凹面，使工件内孔素线出现直线度误差。

因此，在对内孔进行磨削加工时，应合理安排加工工艺、细化工序，使内孔最终精度在多次循环磨削中完成，同时增加切削液的注入量，确保磨削热能及时地被切削液带走。

2.2 细化加工工艺与合理选择磨削用量。

(1)细化工艺。薄壁套类零件在粗磨时的加工变形是难免的，如何能将零件的各种变形有效的控制在粗磨阶段而不影响零件的最终制成精度，是加工中的关键问题。而解决问题的有效措施是：合理分配加工余量、细化加工工艺，粗磨前后，工件应进行消除应力处理，使工件的各种变形及质量缺陷在多次不同性质的加工工序中消除，已达到最终的精度要求。

(2)磨削用量的选择。

①精磨时，在保证砂轮基本切削性能的基础上，可较大幅度地降低砂轮的旋转速度，并适当增大砂轮直径。

②精磨时，尽可能地减慢工作台的移动速度，并控制往复换向时的冲击，工作台的纵向移动速度控制在50～80mm/min之间，并作无进给光磨工艺，这对保证零件的最终质量十分重要。

③在粗磨的基础上，精磨时可适当地提高工件的旋转速度，加快工件磨削区内的温度与切削液的交换周期，对减少磨削热量向工件内部传递有利。

(3)提高内圆磨具的综合精度。常用的内圆磨具包括磨头体、接长轴、砂轮三部分。

①磨头体。在普通磨床上磨削薄壁套零件时，磨具的回转精度必须认真检查和调整，其各项精度值如下：

主轴的轴向窜动量<0.005mm

主轴的径向跳动<0.005mm(150mm长度)

②砂轮。磨料的选择应尽量选择切削性能好的白刚玉和单晶刚玉；砂轮硬度一般以中软级较为理想，可保证砂轮在磨削中有较好的自锐性；砂轮的粒度选择在60号左右即可。

③接长轴。应尽量用密度大、含碳量高、组织稳定的材料，并经过严格的热处理后再经过精细加工。

④提高砂轮的修整质量。修整笔一般选用锋利的单晶颗粒金刚石，其切削角度为70°～80°.严格按修整参数修整砂轮，保证修整后的砂轮有良好的微刃性和等高性。