杯形薄壁配合件的数控车削加工

马荣刚

摘 要：薄壁零件具有结构紧凑、质量较轻等特点，因此在很多工业部门中得到了广泛使用。在对薄壁零件进行车削加工时，需要应用到较为精密的数控车，数控车床加工技术能够提高薄壁配合件的质量，提高工艺的精度。本文将分析杯形薄壁配合件的加工，介绍其在加工过程当中的特点和难点，解决杯形薄壁配合件在加工过程中经常出现的柄部折断、零件部分出现变形等问题，制定科学、可靠的加工方案。

关键词：杯形薄壁配合件;车削加工;数控机床;问题解决

杯形薄壁配合件在加工过程中经常出现杯柄折断、变形、尺寸不精等各种问题，很多杯形配合件在生产过程中都会变形，并且经历多次报废，这样生产一件杯形薄壁配合件，材料和人工等成本无形就加大了。为了解决这一问题，在进行车削加工的过程中，需要制定正确的加工策略，这在整个数控加工过程中发挥着指引性的重要作用，只有制定了科学的加工方案，才能在配合件加工过程中解决瓶颈问题，减少报废。

一、杯形薄壁配合件加工的影响因素

杯形薄壁配合件加工一直都是一个难点工艺，因为杯形薄壁配合件首先在形状上，就比较难以完成，容易出现抗刀现象，并且比较容易出现变形。在材料使用上，由于刚性差，杯形薄壁配合件加工在杯柄部位容易产生断裂。所以要选择正确的加工方法和加工程序，才能提高加工精度，防止报废现象的发生。在杯形薄壁配合件的加工中，影响加工精度的原因是多种多样的，比如刀具、工件、切削力、切削热、机床等等，另外在实际的加工过程当中，也有可能产生其他因素，影响配合件加工的精度。通常情况下，装夹过程中薄壁零件容易产生变形，一旦薄壁变形，它的尺寸就会有偏差，进而影响配合件的形状。另外切削过程也是造成杯形薄壁配合件变形的重要原因，在进行切削的时候，零件会受到切削力的挤压，从而会对工件的形状产生一定程度的影响。除此之外，由于切削热，整个切削过程都处于一种高温的环境中，薄壁零件很容易会因为受到热效应而变形，并且刀具也会处于高温状态，受热变形，影响零件加工精度。

二、杯形薄壁配合件的加工工艺难点分析

杯形薄壁配合件在加工过程中，会受到加工条件的限制，另外杯形的结构特点也会限制配合件的加工。综合各方面因素，影响杯形薄壁配合件主要的原因有以下几个。

1.杯形薄壁配合件的加工要求较高，在精度方面需要高标准完成，尺寸需要达到六级精度，另外对表面的粗糙程度也有相关的要求。

2.杯壁的厚度要求不能超过一毫米，并且由于材料和形状的原因，杯形薄壁配合件刚性和强度都较差，且在整个加工过程中都容易变形。

3.杯形薄壁配合件的杯柄处比较细，容易被机器的震动折断，导致配合件加工报废。

4.杯形薄壁配合件有两部分组成，一部分是杯盖，一部分是杯体，二者需要有螺纹的配合，这对两个部分的加工精度都有较高要求。

三、杯形薄壁配合件加工工艺设计

1.制定科学的加工策略

科学的加工策略能够帮助杯形薄壁配合件实现更高的精度，防止配合件变形和折断。在进行加工策略定制的时候，首先应该考虑配合件两个部分之间的装配关系，可以将杯体确定为基准件，然后先把杯体加工完成，在去车削杯盖，这个时候在螺纹的加工方面，就可以参照杯体上的螺纹，然后去加工杯盖上的螺纹。

2.做好配合件表面加工方案

不同部位的零件尺寸要求是不同的，并且由于材料的影响，零件表面的粗糙程度也有差别，因此要根据零件的尺寸精度要求和材料确定相应的加工方案。在零件的外圆和内孔加工中，应该采用粗车、半精车、精车的加工方案和顺序。

3.加工刀具的选择

刀具的材料和种类关系到整个加工过程，根据零件的加工结构和工序，应该选择合适的刀具，并且采用正确的使用方法，掌握好刀具的切削用量。刀具在整个零件数控加工中起到非常重要的作用，因此对于刀具的选择也要综合刀型、材料、技术等各个方面的因素。首先，应该研究分析杯形薄壁配合件零件的结构特点，并以此作为挑选刀具的参考，选择合适的刀型，然后考虑刀具的材料。挑选合适刀具的目的是为了保证零件的加工质量，减少车削过程中的震动，防止加工造成的变形，从而提高加工效率。另外，刀具的切削用量也是影响零件加工质量的重要因素，只有掌握好了正确的刀具切削用量，才能提高刀具的使用寿命，控制生产成本。刀具切削用量包含三个要素，那就是主轴速度、进给速度以及背吃力量，外圆和内孔在精车和粗车加工时，应该采用不同的切削用量。

4.杯形薄壁配合件加工工序

（1）进行杯体粗车加工。在杯形薄壁配合件加工时，首先要用三爪卡盘夹持毛坯，然后进行粗车加工，将毛坯加工到合适的尺寸。

（2）底孔和螺纹的加工。用钻头把内圆的底孔打开，并且用内孔车刀对内孔进行粗加工和精加工，在杯口和杯壁的地方，用两毫米的内槽刀进行清角，然后再削内螺纹，这个时候要用60°的内螺纹车刀。

（3）对杯柄进行加工。在杯形薄壁配合件加工过程中，杯壁到杯柄之间的过渡是比较大的，容易产生抗刀，并且杯柄的部位是比较细的，因此需要用平底切断刀进行粗加工，在进行到杯柄的部位时，应该注意保留足够的加工余量，并且控制好切削用量，减少震动。

（4）外圆精加工。杯体部位的外圆在进行精加工的时候，首先应该利用平底切断刀，用右刀尖从右向左进行加工，直到杯柄的中间位置，然后更换斜底切断刀，从杯柄的部位下刀，从右向左进行精加工，直到杯体部位加工结束。在对杯体的外圆进行加工的时候，应该让两次走刀路线保持一定的重叠量，这样整个杯体外圆加工才能不留死角，然后用平底切断刀切断工件。

（5）杯盖底面加工。杯盖底面加工应该内外交叉，另外在加工螺纹的时候，杯盖部位的螺纹应该结合杯体的螺纹，以杯体的螺纹为基础，让杯体和杯盖的螺纹配合更加紧密。

（6）杯体底部加工。在进行了杯盖底面加工完成之后，应该采用螺纹连接的方式，车削杯体底下的凹槽部位。在进行车削之前，应该要清理螺纹的部位，涂上油料，方便以后的拆卸。在进行杯体底部加工的时候，应该考虑到零件的刚性是比较差的，应该较少的运用背吃刀量，提高加工的安全程度。

（7）进行零件的拆卸和杯盖夹具的加工。杯体底部加工完成后，首先要进行杯体零件的拆卸，并且要保证杯盖的加工长度。另外就是要加工杯盖和夹具，把毛坯使用剩下的部分车削成夹具。

（8）杯盖顶面加工。在一系列的加工程序完成之后，要进行杯盖零件顶部的粗加工和精加工，并且加工之前依然要进行涂油程序，并且还要进行清理。

四、结束语

杯形薄壁配合件属于比较难加工的零件，在以往的加工过程中也一直是一个难点。在加工杯形薄壁配合件过程中应该首先分析该零件的结构，然后分析、研究在加工过程当中的难点，找到解决问题的方法，降低失败的可能。杯形薄壁配合件加工是當前生产技术能够达到的，并且其结构也是可行的，只有找准问题的关键，并且制定合适的加工方案，才可以达到加工目的。本文介绍了杯形薄壁配合件加工过程中的难点以及常出现的问题，介绍了难点突破的方法，分析了杯形薄壁配合件加工的工序、刀具的选择，希望对该零件的加工起到一定的参考作用。

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