沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 （遼寧 110005）吳 敬

1.零件特點(diǎn)分析

學(xué)院實(shí)習(xí)工廠加工一批薄壁圓筒零件，如圖1所示。零件材質(zhì)1Cr13，外徑110mm，總長(zhǎng)120mm，兩端內(nèi)徑不同，一端是φ107mm，另一端是φ100mm，最小壁厚是1.5mm，最大壁厚是5mm。薄壁零件加工中，存在的最大問題是變形，變形影響零件尺寸精度。影響零件變形的因素是：裝夾過程中夾緊力過大或受力不均引起變形；切削加工中切削力作用引起變形；加工中產(chǎn)生熱量，冷卻不充分，引起變形。

上述三個(gè)因素，夾緊力引起的變形是主要因素。所以加工薄壁零件要充分考慮如何防止由夾緊力作用而產(chǎn)生的變形。1Cr13材質(zhì)是具有較高強(qiáng)度及塑性的中碳馬氏體不銹鋼。加工中易產(chǎn)生加工硬化，零件切削抗力增大，刀具磨損嚴(yán)重。另外加工中粘刀現(xiàn)象嚴(yán)重，斷屑困難，切屑易刮傷零件表面，影響加工質(zhì)量。因此加工中不僅要考慮變形問題，還要考慮由材料本身的特性帶來(lái)的影響。

圖1 工件

2.加工工藝方案確定

根據(jù)零件尺寸特點(diǎn)和材質(zhì)特性，確定加工工藝路線。

（1）選擇φ120mm×130mm棒料為毛坯，調(diào)質(zhì)處理，改善加工性能。

（2）上臥式車床，先裝夾左端φ107mm孔端，加工右端φ100mm孔端端面。

（3）用φ30mm鉆頭鉆零件中心通孔。

（4）用內(nèi)徑車刀粗加工φ100mm孔至φ90mm。

（5）零件調(diào)頭，裝夾φ100mm孔端，加工φ107mm孔端平面，長(zhǎng)度達(dá)設(shè)計(jì)總長(zhǎng)要求120mm。

（6）粗、精加工φ107mm孔，達(dá)設(shè)計(jì)尺寸要求。

（7）零件拆卸下，用自制的簡(jiǎn)單脹套，安裝在零件φ107mm孔內(nèi)，螺母擰緊，重新上車床，裝夾脹套一端。精加工φ100mm孔達(dá)設(shè)計(jì)尺寸。

（8）粗、精加工零件外徑達(dá)設(shè)計(jì)尺寸φ110mm。

3.簡(jiǎn)易脹套夾具設(shè)計(jì)

考慮零件內(nèi)徑和外徑必須同心，薄壁零件裝夾易產(chǎn)生變形等問題，設(shè)計(jì)了脹套夾具（見圖2）。將內(nèi)斜面開口脹套1套在心軸2上。工件3的φ107mm孔套在開口脹套1上，心軸帶螺紋一端與螺母5聯(lián)接，螺母擰緊，壓板4頂住開口脹套，心軸移動(dòng)，頂起脹套脹開與零件內(nèi)孔壁緊緊聯(lián)在一起。心軸的另一端是用于車床卡盤夾緊用。利用該夾具即能保證零件內(nèi)孔外徑同心，又可避免由于夾緊力影響產(chǎn)生變形。

圖2 脹套夾具結(jié)構(gòu)

4.刀具及切削用量選擇

考慮零件材質(zhì)的特性，選用刀具不僅要具有較高的硬度和耐磨性，還要具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性。刀具選用Ti-TiCN-TiN多復(fù)合材料的車刀。車刀幾何角度為前角15°，后角8°，刃傾角15°，主偏角93°?？紤]切削熱對(duì)零件變形的影響，加工中要進(jìn)行充分冷卻，加工中選用水溶液作為切削液。切削用量見附表。

5.結(jié)語(yǔ)

采用合理的加工工藝，選擇恰當(dāng)?shù)牡毒卟牧虾偷毒邘缀谓嵌?，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的夾緊夾具，解決了加工中的變形問題，克服了材料本身特性帶來(lái)的不利因素，零件加工定位夾緊可靠，零件變形小，加工效率提高，零件的加工質(zhì)量得到保證。

加工零件切削用量