薄壁套零件的外圆加工方法

2020-02-22青海重型机械制造有限公司机械加工分厂青海大通810100刘学元

金属加工(冷加工) 2020年1期

关键词：心轴精车锯末

■ 青海重型机械制造有限公司机械加工分厂（青海大通 810100）刘学元冯娇

薄壁套是机械加工中常遇到的难加工零件，我公司通常采用车削和磨削两种方法，均未达到设计图样要求。为解决工艺难题，通过在薄壁套内孔填充锯末并注水膨胀的创新方法，提高了薄壁套的工艺刚性和加工精度，可满足图样技术要求。

1. 薄壁套结构和精度要求

加工如图1所示两种尺寸的薄壁套零件，材料为27SiMn钢。

2. 薄壁套加工工艺

工件一的加工工艺路线为：下料→粗车→半精车→万能磨→精车→终检。工件二的加工工艺路线为：下料→调质粗车→半精车→终检。

工件的加工特点为：

1）工件表面的加工分为粗、半精和精加工，加工时采用试切法以内孔、外圆互为基准，反复进行加工。最后以内孔为基准加工外圆，达到图样技术要求。

2）加工外圆采用工艺心轴，结构如图2所示。

3. 操作方法

具体加工操作方法如下。

1）调整机床精度达到工艺要求。

2）工件一加工过程：首先将工件内孔加工至尺寸要求，外圆按壁厚适当留量；然后将心轴穿入孔内，填满锯末压实，找正注水后，待锯末膨胀，精车外圆至图样尺寸要求，如图3所示。

图1 薄壁套结构和尺寸

图2 工艺心轴

图3 工件一加工示意

3）工件二加工过程：将工件一端车成止口，止口与法兰盘配合间隙过盈0.008～0.012mm，在工件卡头部位内孔、外圆处分别切4mm×2mm卸荷槽，卸下工件，装上法兰盘7，使工件卡头部位成为实体状态。工件装夹如图4所示，将内孔车至尺寸要求，外圆按壁厚适当留量，将心轴杆装入孔内拧紧，填满锯末压实注水，待锯末膨胀后，精车外圆至尺寸要求。

产品检测结果见表1。

4. 填加锯末注水膨胀法的定性分析

工艺试验检测结果证明，填加锯末注水膨胀法所加工的薄壁零件完全能满足设计图样的技术要求，证明此方法可行。填加锯末法是根据锯末吸水后膨胀的原理，使零件内孔与外圆成为一体，从而减小零件在加工过程中的变形。锯末洗湿后膨胀率参照木材膨胀率来类推，其纤维达到饱和点时膨胀率最大，如图5所示。

由图5可知，木材体积膨胀率最大，锯末膨胀率近似于木材体积膨胀率。利用锯末吸湿后膨胀这一原理，在零件加工中起到了良好的效果。

锯末装入零件孔内压实注水后，锯末膨胀受零件及心轴的约束，由于膨胀力作用在零件内壁上，形成两个分力，即轴向力和径向力，在这两个力的作用下，零件基本成实体状态。径向力在车削加工过程中可以减小Py力的作用，轴向力可以减小车削过程中Px力的作用。另一方面，注水明显降低了切削热对工件变形的影响。薄壁套外圆加工完毕后，应打开注水口，卸载内孔压力后，再拆卸工件，清洗薄壁套内孔，锯末晒干后可以重复使用。