薄壁零件车削加工方法探究

薄壁零件车削加工方法探究

发表时间：2019-07-08T14:56:53.290Z 来源：《防护工程》2019年第7期作者：洪玉亭王保强

[导读] 在对薄壁零件车削进行加工的过程中，要尽可能的减小零件的变形，从而更好的满足薄壁零件的加工需求。

南京理工大学工程训练中心江苏南京 210094

摘要：随着我国经济的发展和社会的进步，我国薄壁零件车削的加工技术也在不断发展，随之而来的生产的发展也对其工艺提出了要求。针对于这种发展现状，需要我们提高薄壁零件车削加工技术，本文主要针对于此展开一系列的讨论，并且给出合理化的建议，希望对我国加工的发展有一定的帮助作用。

关键词：薄壁零件；车削加工；发展现状

引言：

薄壁零件针对于普通的零件，具有较多的优点，性能也比较优越，并且具有较好的结构精度。但是往往这种零件由于其结构相对较为精密，在制造的过程中往往会存在一系列的问题，从而导致其质量受到影响。在对薄壁零件车削进行加工的过程中，要尽可能的减小零件的变形，从而更好的满足薄壁零件的加工需求。

1薄壁零件车削加工受到的影响

1.1加工变形的影响

第一，受力变形。薄壁零件在切削加工过程中内应力和夹紧力受力不均导致变形产生，影响了尺寸和产生形变。一般车削使用的三爪卡盘夹具在装夹薄壁零件时会因弹性变形产生形变。第二，热变形。薄壁零件在车削加工中会因切削热量聚集产生变形，不利于精度控制。第三，振动产生变形。薄壁零件因受力较小，在切削力的作用下，容易产生振动和变形，最终影响尺寸和精度。

1.2切削液的影响

车削加工中，由于刀具与工件、切屑与刀具产生摩擦会产生热量，刀具强度降低，表面质量变差，零件中热量增加，薄壁件受力增加，如果此时切削液选用不合理或冷却不到位会造成零件受力不均匀产生尺寸和精度误差，影响零件质量。

1.3切削用量选择不当的影响

薄壁零件因其结构的特殊性，切削用量的选择要具有特殊性，尤其是精加工阶段，参数选择不合理极容易在加工中出现轧刀现象，产生较大的切削力导致变形，导致零件报废。

1.4切削不合理导致变形

在对薄壁零件进行车削加工的过程中，往往具有较强的震动效果，并且在切削工艺不能达到相关标准的情况下，往往会造成一系列的问题，从而影响车削加工技术。基于此，为了减小切削过程中刀所受到的一些阻力，可以对其前角的角度进行调整。可以根据具体的实际情况做出一定的调整，如果刀具是高速钢的情况下，需要将前角控制在6-30度的范围内，一边保证其能具有较小的阻力。并且在对车削用量的选择上，需要进行合理的选择，从而减小薄壁零件的变形，在对金属切削进行影响因素的分析过程中可以得出，其主要受到两种因素的影响，即背吃刀量和进给量。可以针对于具体的实际情况进行两种量的合理控制，从而减小零件的变形。

1.5刀具不合适导致变形

对薄壁零件进行车削加工，还要做好刀具的选择，以免零件在车削过程中发生热变形。因为，刀具的选择直接关系到刀具前角大小，从而将对零件切削变形程度产生影响。刀具是否锋利，也会影响零件加工效果。此外，在切削的过程中，还要利用切削液冷却和润滑刀具。未能较好的使用切削液，不仅将导致刀具受到磨损，还将导致零件出现变形。

2薄壁零件车削加工措施

2.1合理选择装夹方案，控制受力变形

车削薄壁零件可选择开缝套筒，开缝套筒可改变三爪卡盘三点夹紧、工件不能均匀受力的问题，它可以增大接触面积，切削力也会被均匀分布在工件上，该装夹方式可用于薄壁零件内孔车削。还可采用特制弧形软爪进行装夹，弧形软爪装夹也可增加夹持面积，分散切削力，进而达到减少夹紧力和车削变形，可用于薄壁零件的外圆部分加工。

2.2合理选择切削液

根据机械加工基础的相关知识可知切削液在车削加工过程中的作用明显。合理选择切削液能让零件切削温度降低150℃左右，提升零件表面质量，减少切削力且能提高刀具寿命。根据多年经验，选择卤化液或切削油作为加工薄壁零件的冷却液能达到较好的效果，因此合理选择薄壁零件加工中的切削液，能降低切削过程中的热量和切削力，减少薄壁零件产生的热变形和受力不均匀产生的变形，也能提高加工效率。

2.3合理选择切削用量

合理选择切削用量在薄壁零件加工中的重要性不言而喻。切削用量包含背吃刀量、进给量、切削速度三个要素。合理利用切削三要素，可减少切削力，减少变形。薄壁零件车削过程中，背吃刀量增加切削力增加，会让薄壁受力增加产生变形，根据多年经验，车削45钢薄壁零件精加工阶段背吃刀量在0.4mm为最佳。在背吃刀量一定的情况下，进给力增大，会增大表面粗糙度，导致薄壁零件内应力增加，产生变形，一般精加工进给量为0.1mm/r。切削速度对切削力的影响较小，在刀具、工件材料允许的情况下，甚至可以选择较高的切削速度，但速度提高后，要防止薄壁零件车削中出现振动现象，不利于表面质量，因此，在刀具允许的切削速度内，速度一般选择100m/min。虽然切削用量的合理选择对薄壁零件切削比较重要，但薄壁零件变形跟很多因素有关。切削过程中还要根据刀具材料、零件材料、机床性能合理选择切削用量。

2.4合理选择车削刀具

在车削薄壁零件时，刀具材料最好选择硬质合金或陶瓷刀片，日常使用的高速钢和白钢刀会因材料硬度达不到要求产生较大的切削力。此外刀具几何角度对切削力的影响较大，刀具前角决定刀具的锋利程度，增大刀具前角能缩小摩擦，降低切削力，但热量不易散失，

刀具寿命不高。后角决定摩擦力和切削力的大小，后角越大，摩擦力和切削力越小，但刀具强度会降低。刀具主偏角决定轴向力和径向力的分布，主偏角越大，径向力越小，反之轴向力越小。因此，精车薄壁零件时，应选择较大的前角和后角，主偏角角度控制在90°左右，镗削薄壁内孔时，可选取较大的主偏角。

2.5优化切削参数

在对薄壁零件进行车削加工技术的过程中，想要尽可能减小零件的变形，还要进行车削参数的控制，不断优化车削加工技术。并且在粗加工的过程中，如果刀具以及机床不能够符合相关的标准，可能会影响整体的加工技术。在精加工的过程中，也要针对于实际的情况，对每齿的进给量进行控制，采用较小的切深和小直径的刀具来进行切削加工，确保零件可以保持较为稳定的状态，从而降低加工过程中零件所收到的摩擦力和切削热。还可以降低零件变形的情况，提高机床的综合性能，合理的对主轴的转速进行控制，并且根据实际的生产情况对机床的参数进行控制。针对于普通的铣削，高速铣削速度更快，径向切深较大，切削速度更大。因此，要想不断提高生产的性能，在进行切削的过程中，需要根据切削的速度进行一定的改善，从而不断减小刀具磨损的情况，采用较大的主偏角以及前角。 3小结

综上所述，车削薄壁类零件，首先要充分分析零件，制定合理的加工工艺，其次要选取合理的装夹方式、切削用量和切削液及刀具等，以保证薄壁零件加工质量。

参考文献：

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