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      1 概述

      大型薄壁套為液壓缸體中內(nèi)襯套，加工后鑲嵌到液壓缸體中，并在上下端面處焊接，經(jīng)時(shí)效處理后，內(nèi)孔磨削至尺寸。因其壁薄、剛性差、強(qiáng)度弱，采用簡單四爪裝夾時(shí)，薄壁套橢圓變形，形位誤差增大。鑲嵌到液壓缸體中時(shí)，薄壁套與液壓缸體徑向產(chǎn)生間隙，在活塞環(huán)往復(fù)工作時(shí)薄壁套徑向變形產(chǎn)生泄漏，無法使用。因此，在加工薄壁套時(shí)必須保證形位公差要求。本文從工件裝夾、刀具、切削用量等方面論述了解決方案。

      2 解決措施

      2.1 裝夾方式的選擇

      圖1 所示為套類薄壁零件。它的內(nèi)外圓直徑差小，壁薄，強(qiáng)度當(dāng)然就弱，如果在工作臺上用四爪夾緊時(shí)用力過大，就會使薄壁零件產(chǎn)生變形，造成零件的圓度誤差。如果在卡爪上夾得不緊，在車削時(shí)有可能使零件松動、甩出而報(bào)廢。調(diào)整夾緊力的大小，我們采取粗車時(shí)夾緊些，精車時(shí)夾松些來控制零件的變形。

      從圖2 中可以看到零件是在四爪卡盤上裝夾，零件只受到四個爪的夾緊力，夾緊力會使工件變扁，從而使零件變形。如果將零件上的每一點(diǎn)的夾緊力都保持較松，減少每一點(diǎn)的夾緊力，采用軸向壓緊這種現(xiàn)象就能改變。

      如圖3 所示，把工作臺面上的卡爪卸下，用四件螺栓軸向壓緊。采用后一種方法夾緊，零件的變形小，方法可行。

      如果我們轉(zhuǎn)移夾緊力的作用點(diǎn)，即在工件內(nèi)孔卡爪對面四個方向，增加附助支承，徑向夾緊力在徑向支承作用下不會使件壁變型。通過實(shí)踐分析：添加內(nèi)孔支承的方法，有利于承載夾緊力，而不致使零件變形。

      2.2 選用合理的切削用量

      薄壁零件車削時(shí)變形是多方面的。裝夾工件時(shí)的夾緊力，切削工件時(shí)的切削力，工件阻礙刀具切削時(shí)產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形，使切削區(qū)溫度升高而產(chǎn)生熱變形。切削力的大小與切削用量密切相關(guān)。從金屬切削理論中可以知道:背吃刀量ap，進(jìn)給量f，切削速度V 是切削用量的三個要素。

      車削過程中，背吃刀量和進(jìn)給量同時(shí)增大，切削力也增大，變形也大，對車削薄壁零件極為不利。減少背吃刀量，增大進(jìn)給量，切削力雖然有所下降，但工件表面殘余面積增大，表面粗糙度值大，使薄壁零件的內(nèi)應(yīng)力增加，同樣也會導(dǎo)致零件的變形。

      所以，粗加工時(shí)，背吃刀量和進(jìn)給量可以取大些;精加工時(shí)， 背吃刀量一般在0.2~0.5mm, 進(jìn)給量一般在0.1~0.2mm/r,甚至更小，切削速度6~100m/min,精車時(shí)用盡量高的切削速度，但不易過高。合理選用三要素就能減少切削力，從而減少變形。

      2.3 合理選擇刀具的幾何角度

      在薄壁零件的車削中，合理的刀具幾何角度對車削時(shí)切削力的大小，車削中產(chǎn)生的熱變形、工件表面的微觀質(zhì)量都是至關(guān)重要的。刀具前角大小，決定）著切削變形與刀具前角的鋒利程度。前角大，切削變形和摩擦力減小，切削力減小，但前角太大，會使刀具的楔角減小，刀具強(qiáng)度減弱，刀具散熱情況差，磨損加快。所以，一般車削鋼件材料的薄壁零件時(shí)，用高速鋼刀具，前角取6~30°,用硬質(zhì)合金刀具，前角取5~20°。刀具的后角大，摩擦力小，切削力也相應(yīng)減小，但后角過大也會使刀具強(qiáng)度減弱。在車削薄壁零件時(shí)，用高速鋼車刀， 刀具后角取6~12°, 用硬質(zhì)合金刀具， 后角取4~12°，精車時(shí)取較大的后角，粗車時(shí)取較小的后角。主偏角在30~90°范圍內(nèi)、車薄壁零件的內(nèi)外圓時(shí)，取大的主偏角。副偏角取8~15°，精車時(shí)取較大的副偏角，粗車時(shí)取較小的副偏角。

      2.4 砂帶磨削降低內(nèi)外圓粗糙度，系統(tǒng)震動小且穩(wěn)定性好

      大型薄壁類零件，有的內(nèi)外圓粗糙度值要求低，用砂帶磨削可有效降低粗糙度。由于砂帶機(jī)本身質(zhì)量輕，其磨削工藝結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)易于控制，所有的回轉(zhuǎn)部件如接觸輪、驅(qū)動輪、張緊輪等磨損極小，不會出現(xiàn)象砂輪那樣的動不平衡因素。此外，砂帶的彈性磨削效應(yīng)能夠大大減輕或吸收磨削時(shí)產(chǎn)生的震動和沖擊。磨削速度穩(wěn)定，砂帶驅(qū)動輪不會象砂輪一樣越磨直徑越小速度越慢。砂帶磨削工件表面質(zhì)量高主要表現(xiàn)在表面粗糙度值小，殘余應(yīng)力狀態(tài)好，以及表面無微觀裂紋或金相組織變化等現(xiàn)象。砂帶磨削切削力小，不易引起工件振動與變型。

      2.5 切削液對薄壁零件的影響

      用高速鋼刀具粗加工時(shí)，以水溶液冷卻，主要降低切削溫度；精加工時(shí)，中、低速精加工時(shí)，選用潤滑性能好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液，主要改善已加工表面的質(zhì)量和提高刀具使用壽命硬質(zhì)合金刀具，粗加工時(shí)，可以不用切削液，必要時(shí)也可以采用低濃度的乳化液或水溶液，但必須連續(xù)地、充分地澆注；精加工時(shí)采用的切削液與粗加工時(shí)基本相同，但應(yīng)適當(dāng)提高其潤滑性能在車削過程中充分使用切削液不僅減小了切削力，刀具的耐用度得到提高，工件表面粗糙度值也降低了。同時(shí)工件不受切削熱的影響而使它的加工尺寸和幾何精度發(fā)生變化，保證了零件的加工質(zhì)量。

      3 結(jié)束語

      本文介紹的大型薄壁類零件加工預(yù)防變型的方法主要應(yīng)用于超大直徑圓盤或圓環(huán)零件的內(nèi)外圓周表面的加工，不需要專門的加工工裝，方法造價(jià)低，加工方法簡單可行，操作方便。夾具的安裝和調(diào)整也比較方便，尤其是對于一些超大型高精度的圓盤類零件進(jìn)行精加工時(shí)，可因地制宜，加工周期短，能滿足用戶設(shè)計(jì)需要。另外，砂帶機(jī)的結(jié)構(gòu)也很簡單，可自行制作或外購成品。