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1.薄壁套類(lèi)零件的加工分析
（1）工件裝夾方法薄壁類(lèi)零件在加工過(guò)程中如果采用普通裝夾方法,會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生很大的變形而無(wú)法保證加工精度。如圖1所示。
圖1 套筒夾緊變形誤差
故薄壁類(lèi)零件的裝夾,一般應(yīng)增大工件的支承面和夾壓面積,或增加夾壓點(diǎn)使之受力均勻,并減小夾壓應(yīng)力和接觸應(yīng)力,必要時(shí)可增設(shè)輔助支承,以增強(qiáng)工件的剛性。具體措施如下:
①采用工藝夾頭裝夾車(chē)削時(shí)在坯料上預(yù)留一定的夾持長(zhǎng)度,在工件完成內(nèi)孔、外圓及端面的加工后切掉。這樣不但防止了工件產(chǎn)生太大變形,而且保證了內(nèi)孔、外圓及端面間的位置精度。但這種方法在應(yīng)用中有
局限性而且會(huì)造成材料的浪費(fèi)。
②增加夾壓點(diǎn)或夾壓面積通過(guò)增加夾壓點(diǎn)或夾壓面積減小零件的變形或使變形均勻化。如:采用卡爪或開(kāi)口過(guò)渡環(huán)裝夾;采用液性塑料自定心夾頭或彈簧夾頭裝夾;采用傳力襯墊裝夾等。
③變徑向夾緊為軸向夾緊使夾緊力作用在剛度較大的軸向,避免了徑向發(fā)生大的變形。
（2）切削用量的選擇為減少工件振動(dòng)和變形,應(yīng)使工件所受切削力和切削熱較小。在切削過(guò)程中產(chǎn)生的切削力可以分解為三個(gè)分力:主切削力Fz、進(jìn)給抗力Fx、吃刀抗力Fy。切削力的經(jīng)驗(yàn)公式為:
其中吃刀抗力Fy作用在機(jī)床和工件剛度zui差的方向上,容易引起切削振動(dòng)和工件的彎曲變形,影響加工精度和工件表面質(zhì)量。
切削熱計(jì)算公式為:
從以上兩式中可以看出,切削用量應(yīng)該選較小值,但考慮到生產(chǎn)率及加工塑性材料時(shí)避開(kāi)積屑瘤的影響等,一般背吃刀量和進(jìn)給量取較小值,而切削速度取較大值。從式（2）中可以看出切削速度增大后產(chǎn)生的熱量會(huì)增多,但同時(shí)工件與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度也提高,使熱量來(lái)不及傳到工件上而大部分被切屑帶走,因此,對(duì)加工的影響并不會(huì)增大。
（3）刀具角度的選擇加工薄壁類(lèi)工件的刀具刃口要鋒利,一般采用較大的前角和主偏角,但是不能太大,否則會(huì)因刀頭體積的減小而引起強(qiáng)度、剛度下降,散熱性能變差,zui終影響加工精度。刀具角度的取值與工件的形狀、材質(zhì)以及刀具自身的材料有關(guān)。
2.實(shí)例
加工如圖2所示的薄壁套,除了圖中所示的要求外,內(nèi)外圓還有0.02mm的同軸度公差。
（1）夾具設(shè)計(jì)加工可以先加工內(nèi)孔和一個(gè)端面,此時(shí)留較大的余量,采用開(kāi)口過(guò)渡環(huán)裝夾;在zui后一道工序中采用如圖3所示的夾具裝夾加工外圓。該夾具的核心元件是彈性套5,在心軸1上裝有一對(duì)錐套2和6,擰動(dòng)螺母8使其向右移動(dòng)時(shí),錐套給彈性套一個(gè)徑向力,將工件4脹緊,反方向擰動(dòng)時(shí)工件松開(kāi)。其中定位銷(xiāo)3和7是防止彈性套與錐套以及錐套與心軸之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。該夾具使夾緊力均勻作用在工件的內(nèi)表面上,不但減小了工件因變形而引起的加工誤差,而且因?yàn)橄藦较蜷g隙而提高了定位精度,能夠很好地保證內(nèi)外圓的同軸度要求。
圖2 薄壁套
1.心軸 2、6.錐套 3、7.定位銷(xiāo) 4.工件 5.彈性套 8.螺母
圖3 彈性心軸
（2）刀具幾何參數(shù)的選擇如圖4所示。
圖4 刀具幾何參數(shù)
（4）通過(guò)實(shí)際切削加工表明,用以上的夾具裝夾,變形較小,能夠保證形狀及同軸度的要求。刀具幾何參數(shù)及切削用量的選擇也較為合理,工件的各項(xiàng)要求均有明顯的提高。
