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1、薄壁套零件的加工设计工作单位：山阳县职业教育中心工种：车工姓名:杨锁2012年3 月25 日内容摘要薄壁套类零件是用来支承旋转轴及轴上零件或用来导向的 , 该类零件的主要表面是内孔和外圆 , 其主要技术要求是内孔及外圆的尺寸以及圆度要求 ; 内外圆之间的同轴度要求 ; 孔轴线与端面的垂直度要求。薄壁套类零件壁厚很薄 , 径向刚度很弱 , 在加工过程中受切削力、切削热及夹紧力等因素的影响 , 极易变形 , 导致以上各项技术要求难以保证。针对这些问题 , 本文对薄壁套类零件加工过程中装夹方法、切削用量、刀具几何角度等做了初步的探讨。关键词： 薄壁套零件切削力刀具IV目录一 绪论 -1二 薄壁套的加
2、工特点 -3（一）难加工的原因 -3（二）薄壁套的车削与检测-3（三）减少薄壁套变形的措施-3三 减少薄壁套车削振动的措施-5（一）机床的调整与刀具选择-5（二）防止变形的措施 -5四 薄壁套类零件的加工分析-6（一）加工实例 -7（二）加工实例 -9五 参考文献 -12V一.绪论概述套类零件是用来支承旋转轴及轴上零件或用来导向的 , 该类零件的主要表面是内孔和外圆 , 其主要技术要求是内孔及外圆的尺寸以及圆度要求 ; 内外圆之间的同轴度要求 ; 孔轴线与端面的垂直度要求。薄壁套类零件壁厚很薄 , 径向刚度很弱 , 在加工过程中受切削力、切削热及夹紧力等因素的影响 , 极易变形 , 导致以上各
3、项技术要求难以保证。针对这些问题 , 本文对薄壁套类零件加工过程中装夹方法、切削用量、刀具几何角度等做了初步的探讨。1. 设计内容及要求本次设计主要是针对薄壁零件的难加工问题进行设计， 从而设计出符合要求和合理的加工方法。套类零件是用来支承旋转轴及轴上零件或用来导向的 , 该类零件的主要表面是内孔和外圆 , 其主要技术要求是内孔及外圆的尺寸以及圆度要求 ; 内外圆之间的同轴度要求 ; 孔轴线与端面的垂直度要求。薄壁套类零件壁厚很薄 , 径向刚度很弱 , 在加工过程中受切削力、切削热及夹紧力等因素的影响 , 极易变形 , 导致以上各项技术要求难以保证。力求设计出加工简单，成本低，操作简单的加工方
4、法。2. 加工方法的设计流程a 明确薄壁加工方法设计要求b工况分析 ( 刀具角度、切削用量 )c确定主要参数d编制设计图e选择和设计合理刀具f 编制设计说明书二 .薄壁套的加工特点（一）难加工的原因薄壁套是薄壁类零件中比较典型的零件，它的内. 外直径差非常小 . 由于夹紧力 . 切削力 . 切削热 . 内应力等诸多因素的影响，加工难度比较大。1. 薄壁套承受不了较大的径向夹紧力 . 用通用夹具安装比较困难。2. 薄壁套的刚性差 . 在夹紧力的作用下极易产生变形 . 常态下工件的弹性复原能力会影响工件的尺寸精度和形状精度。3. 工件径向尺寸受切削热的影响大 . 热膨胀变形的规律难以掌握 . 因而
5、工件尺寸精度不易控制。4. 由于切削力（特别是背向力）的影响 . 容易产生变形和振动 . 工件的精度和表面粗糙度不易保证 .5. 由于薄壁套刚性差 . 不能采用较大的切削用量 . 因而产生效率低。6. 对精密的薄壁套 . 测量时 . 工件承受不了 . 千分尺等的测量压力 . 可能出现较大的测量误差 . 甚至由于测量不当造成废品。（二）减少薄壁套变形的措施合理确定夹紧力的大小 . 方向和作用点1）粗 . 精车采用不同的夹紧力。粗车时夹紧力大些 . 以使工件夹得牢固；精车时夹紧力小些 . 以减少工件的夹紧变形。2）正确选择夹紧力的作用点 . 使夹紧力作用于夹具支承点的对应部位或刚性较好的部位 .
6、并尽可能靠近工件的加工表面。3）改变夹紧力的作用方向 . 变径向夹紧为轴向夹紧 . 因为薄壁套轴向承载能力比径向大。尽可能使夹紧力与切削力的方向一致 . 这样可以减小夹紧力。4）增大夹紧力的作用面积 . 将工件小面积上的局部受力变为大面积上的均匀受力 . 可大大减少工件的夹紧变形。1 使用辅助支承使用辅助支承使用辅助支承可提供工件的安装刚性. 减小工件的夹紧变形。2 增加工艺筋有些薄壁套可在装夹部位铸出工艺加强筋. 以减少夹紧变形。3 工件在一次安装工完成对于胚料厚度的薄壁工件. 下料时可增加工艺长度 . 使工件在一次安装中完成 . 然后将工件切下。车削时 . 不可将工艺加长部分的内孔余量车去
7、 . 以保持夹持部分的刚度。由于卡爪夹持部分较厚 . 且工件安装次数少 . 所以减少了工件的夹紧变形 . 而且加工后工件位置精度较高。4 尽量减少切削力和切削热减少切削力（特别是背向力）和切削热. 能有效减少薄壁套的变形。（三） 合理选择车刀几何参数：1. 根据工件材料适当增大前角. 可使车刀锋利 . 排屑顺利 . 减少切削与前刀7面之间的摩擦 . 减少切削力和切削热。2. 增大刃倾角可使车刀的实际前角增大 . 刃口圆弧减小 . 提高工具的锋利程度 .从而减少切削力和切削热。3. 根据薄壁套轴向承载能力比径向承载能力大的特点 . 适当增大主偏角 . 可以减小背向力 . 从而减少工具变形。4.
8、适当增大副偏角可减少副刀刃与工件之间的摩擦 . 使切削热量减小。5. 适当减小刀尖圆弧半径可减小背向力 . 从而减小工具变形。但刀尖圆弧半径不可过小 . 否则将减小刀尖的散热面积。1. 合理选择刀具材料工件材料的硬度 . 强度 . 冲击韧性 . 延伸率等性能以及化学成分对刀具的耐用度影响很大 . 若刀具材料选择不当 . 将很快失去切削性能 . 使切削力和切削热增加 . 引起工件变形。因此应选择与工件材料相适应的刀具材料。2. 合理选择切削用量切削用量中队切削力影响最大的是背吃力量. 对切削热影响最大的是切削速度。因此车削薄壁套时应减小背吃刀量和降低切削速度 . 以减少切削力和切削热 . 同时应
9、适当增大进给量。3. 充分浇注切削液浇注切削液可以迅速降低切削温度 . 并减小摩擦系数 . 减小切削力。对于不宜使用切削液的材料 . 可用压缩空气进行冷却。4. 分开进行粗 . 精车粗车后工件温度升高 . 此时进行精车将产生较大的热变形 . 因此粗车后应使用工件冷却后 . 在进行精车。5. 增加热处理工序消除残余应力铸造 . 锻造及有焊接工序的薄壁套胚料. 内部组织失去平衡. 产生内应力 . 会使工件产生变形。对于这些工件.必须在粗加工的前 . 后进行适当热处理 . 以消除内应力 . 减小工件变形。三 .减少薄壁套车削振动的措施由于薄壁套刚性太差. 车削时产生振动是难以避免的. 直径越大 .
10、壁厚越薄的工件振动越严重。车削振动会引起工件变形. 产生噪声 . 使工件表面质量变差 . 还会增加车刀磨损。因此必须采取措施. 尽量减小工件振动。8（一） 机床的调整与刀具的选择1. 调整机床机床主轴 . 溜板 . 刀架等部位的间隙过大 . 易产生振动 . 因此必须进行调整 . 适当减少其间隙 . 使各转动和滑动部位处于最佳运转状态。2. 合理选择刀杆1）在不影响车削的情况下. 尽可能增大刀杆横截面积. 缩短刀杆伸出长度 . 以增加刀杆刚性。2）选择减振效果较好的弹性刀杆。3. 合理选择车刀几何参数1）选择适当的主偏角。 主偏角过小时 . 切削面积增大 . 易产生振动。车内孔时 . 主偏角不能
11、过大（尤其不能大于 90 度） . 否则切削不稳定 . 易产生振动。2）选择较小的刀尖圆弧半径和较短的修光刃. 可减小过度刃和修光刃参加切削的长度 . 从而可减少振动。3）选择较小的后角 . 可以起到阻尼减振作用。4. 合理选择切削用量车削薄壁套时 . 为了减少振动 . 一般应选择较低的切削速度 . 较小的背吃刀量和较大的进给量。（二） 防止变形的措施1. 选择合适的装夹方式同一工件 . 若装夹方式不同 . 引起振动的程度也不同。例如采用开缝套筒 . 扇形卡爪 . 开缝胀套心轴 . 液性塑料定心夹具 . 波纹套弹性心轴等夹具 . 以及使用辅助支承 . 增加工艺筋等 . 都可以不同程度地减小车削振动。其中液性塑料定心夹具 . 波纹套弹性心轴等减振效果较好 . 而用卡盘 . 普通心轴等夹具减振效果较差。2.使用吸振材料用软橡胶片 . 软橡胶管 . 泡沫塑料 . 棉纱等软材料填充或包裹工件 . 车削时有减少振动和消除噪声作用。车削薄壁套外圆时 . 可预先准备好软橡胶片卷成筒状塞入孔内 . 当工件快速旋转时 . 在离心力作用下 . 橡胶片紧贴孔壁 . 能够起
