劉宇

（大慶油田裝備制造集團(tuán)力神泵業(yè)有限公司，黑龍江 大慶 163311）

薄壁殼類配件的高效車削方式淺析

劉宇

（大慶油田裝備制造集團(tuán)力神泵業(yè)有限公司，黑龍江 大慶 163311）

薄壁類配件的加工一直是機(jī)械加工中的難點(diǎn)，本文以殼體襯套的加工為例子，分析了一種薄壁殼類配件的高效車削方式，旨在提高薄壁殼類配件的加工效率和加工質(zhì)量。

薄壁殼；內(nèi)撐裝夾；高效加工

機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)中,經(jīng)常存在著一些剛性差、精度高的薄壁零件,其中多數(shù)為產(chǎn)品的關(guān)鍵零件。一般認(rèn)為,在殼體件、套筒件、環(huán)形件、盤形件、平板件、軸類和特形件中,當(dāng)零件壁厚與內(nèi)徑曲率半徑(或輪廓尺寸)之比小于1：20時(shí),稱作薄壁零件。薄壁零件在加工中對各種影響因素十分敏感,極易產(chǎn)生變形,很難滿足精度要求，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量,因而成為機(jī)械加工中的一大難題。下面以我廠經(jīng)常加工的薄壁殼類配件殼體襯套為例，介紹一種能穩(wěn)定高效的加工薄壁殼類配件的加工方式。

1 工件特點(diǎn)分析

如圖1所示，我廠加工的殼體襯套是典型的薄壁殼類配件，材料為45#鋼，外圓尺寸φ88．6mm+0．050，內(nèi)孔尺寸φ84．80 -0．05mm，壁厚僅有1．9mm，長度卻達(dá)到了208mm，同時(shí)還有≤0．05mm的同軸度要求。整個(gè)零件的尺寸精度和形位精度要求很高。該件的主要加工難點(diǎn)是，由于壁薄件長，很容易發(fā)生裝夾變形和加工時(shí)切削力產(chǎn)生的零件變形，使尺寸精度和同軸度精度超差。

圖1

2 原加工方式簡介

原來我廠在加工殼體襯套時(shí)，采用的裝夾方式是在三爪卡盤上直接夾緊（圖2）。為了避免發(fā)生裝夾變形和切削力變形，采用先半精車再精車的方式加工殼體襯套。在半精車時(shí)采用正常的裝夾方式和加工參數(shù)，在精車時(shí)，減小卡爪的夾緊力來避免裝夾變形，降低加工時(shí)的進(jìn)給量和背吃刀量來降低加工時(shí)切削力產(chǎn)生零件變形的可能，這種加工方法有兩個(gè)缺點(diǎn)：第一，裝夾時(shí)對車工的技能水平要求很高，如控制不好裝夾力度，很容易造成裝夾變形。第二，由于需要先半精車再精車，整體加工效率很低，而殼體襯套的需求量又很大，容易產(chǎn)生生產(chǎn)瓶頸。

圖2

3 加工方式第一次改進(jìn)

為提高殼體襯套的加工質(zhì)量和加工效率，我們首先從裝夾方式入手，對殼體襯套的加工方式進(jìn)行了改進(jìn)。我們根據(jù)殼體襯套的外徑尺寸，為殼體襯套專門制作了一組抱爪（如圖3所示）。在裝夾時(shí)，變原來的點(diǎn)接觸為改進(jìn)后的面接觸，加大了裝夾時(shí)的受力面積，有效的避免了裝夾時(shí)殼體襯套的裝夾變形，降低了裝夾難度，但這次改進(jìn)雖然解決了裝夾變形的問題，提高了加工質(zhì)量，卻沒解決加工時(shí)切削力產(chǎn)生零件變形的問題，依然需要采用先半精車再精車的方式加工殼體襯套，沒有有效的提升殼體襯套的加工效率，殼體襯套的加工依然是我廠的一個(gè)生產(chǎn)瓶頸。

圖3

4 加工方式第二次改進(jìn)

為解決生產(chǎn)瓶頸，提高殼體襯套的加工效率，我們又對殼體襯套的加工方式進(jìn)行了第二次改進(jìn)，我們根據(jù)殼體襯套的形狀特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套專用裝夾工裝（如圖4所示）。該工裝為內(nèi)撐設(shè)計(jì)，由漲緊塊、梯形壓緊塊和鎖緊螺母組成，漲緊塊是分體結(jié)構(gòu)，由兩塊可分離的分漲緊塊組成，漲緊塊的外徑和殼體襯套的內(nèi)徑一致，梯形壓緊塊分主塊和副塊兩塊，其中主塊有裝夾部位，可以裝夾在三爪卡盤上，同時(shí)主塊設(shè)有鎖緊軸，在裝夾時(shí)，副塊可以通過鎖緊螺母壓緊漲緊塊，達(dá)到漲緊塊和殼體襯套的緊密接觸。在加工時(shí)，先精車殼體襯套內(nèi)孔，這時(shí)壁厚較厚，可以用正常加工參數(shù)快速加工，加工好內(nèi)孔后，再用該內(nèi)撐裝夾工裝裝夾，加工殼體外徑，就能完成殼體襯套的高效加工了。

這次加工方式改進(jìn)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

第一，進(jìn)一步加大了裝夾時(shí)的受力面積，有效的避免了裝夾時(shí)殼體襯套的裝夾變形，提高了加工質(zhì)量。

第二，漲緊塊在加工時(shí)，可以對殼體產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)撐力，有效的解決了加工時(shí)切削力產(chǎn)生零件變形的問題，改進(jìn)后，取消了半精車工序，恢復(fù)了正常的進(jìn)給量和背吃刀量，大幅度的提高了生產(chǎn)效率，解決了生產(chǎn)瓶頸。

圖4

5 結(jié)語

該種薄壁殼類配件的加工方式能很好的防止配件加工時(shí)的裝夾變形和切削力變形，達(dá)到高效高質(zhì)加工薄壁殼類配件的目的。該種內(nèi)撐裝夾工裝的設(shè)計(jì)思路，也適用于其它一些類似的薄壁類配件的加工，可以在提高加工效率的同時(shí)減少因?yàn)橘|(zhì)量不過關(guān)造成的浪費(fèi)，加工出精度越來越高，質(zhì)量越來越上乘的薄壁零件。

[1]戴陸式．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]．西北工業(yè)出版社,1990．

[2]周澤華．金屬切削原理[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1993．

H161.1

A

1671-0711（2017）09（上）-0147-02