薄壁零件的車削

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2370

一、前言  
   薄壁零件已日益廣泛地應(yīng)用在各工業(yè)部門,因為它具有重量輕,節(jié)約材料,結(jié)構(gòu)緊湊等特點。但薄壁零件的加工是車削中比較棘手的間題,原因是薄壁零件剛性差,強度弱,在加工中極容易變形,使零件的形位誤差增大,不易保證零件的加工質(zhì)量。為此對薄壁零件的裝夾,刀具的合理選用,切削用量的選擇,進行了大量的試驗,為今后更好地加工薄壁零件,保證質(zhì)量,提供了理論依據(jù)。 
二、裝夾方式的改變  
   圖1所示為套類薄壁零件。它的內(nèi)外圓直徑差很小,強度當(dāng)然就弱,如果在卡盤上夾緊時用力過大,就會使薄壁零件產(chǎn)生變形,造成零件的圓度誤差。如果在卡盤上夾得不緊,在車削時有可能使零件松動而報廢。夾緊力的大小,我們采取粗車時夾緊些,精車時夾松些來控制零件的變形。  



 


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                               圖1 套類薄壁零件 
   從圖2中可以看到零件是在三爪自定心卡盤上裝夾,零件只受到三個爪的夾緊力,夾緊力不均衡,從而使零件變形。如果將零件上的每一點的夾緊力都保持均衡,換句話說,就是增大零件的裝夾接觸面,而減少每一點的夾緊力。


                         


 



      圖2 三爪自定心卡盤裝夾               圖3 開縫套筒裝夾  
   如圖3所示,采用開縫套筒或扇形軟卡爪,通過試驗證明:后一種方法夾緊,零件的變形小,方法可行。  #hc360分頁符#
    如果我們轉(zhuǎn)移夾緊力的作用點,如圖4所示,由徑向夾緊改為軸向夾緊,通過試驗分析:軸向夾緊力的正應(yīng)力約為徑向夾緊力的1/6,零件的變形很小,也可以說明軸向壓緊方法有利于承載夾緊力,而不致使零件變形。  



 


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                               圖4 軸向夾緊示意圖

三、選用合理的切削用量  
   薄壁零件車削時變形是多方面的。裝夾工件時的夾緊力,切削工件時的切削力,工件阻礙刀具切削時產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形,使切削區(qū)溫度升高而產(chǎn)生熱變形。  
   切削力的大小與切削用量密切相關(guān)。從《金屬切削原理》中可以知道:背吃刀量ap,進給量f,切削速度V是切削用量的三個要素。在試驗中發(fā)現(xiàn): 
1) 背吃刀量和進給量同時增大,切削力也增大,變形也大,對車削薄壁零件極為不利。 
2) 減少背吃刀量,增大進給量,切削力雖然有所下降,但工件表面殘余面積增大,表面粗糙度值大,使強度不好的薄壁零件的內(nèi)應(yīng)力增加,同樣也會導(dǎo)致零件的變形。  
   所以,粗加工時,背吃刀量和進給量可以取大些;精加工時,背吃刀量一般在0.2-0.5 mm,進給量一般在0.1-0.2 mm/r,甚至更小,切削速度6-120 m/min,精車時用盡量高的切削速度,但不易過高。合理選用三要素就能減少切削力,從而減少變形。  #hc360分頁符#
四、合理選擇刀具的幾何角度  
   在薄壁零件的車削中,合理的刀具幾何角度對車削時切削力的大小,車削中產(chǎn)生的熱變形、工件表面的微觀質(zhì)量都是至關(guān)重要的。刀具前角大小,決定著切削變形與刀具前角的鋒利程度。前角大,切削變形和摩擦力減小,切削力減小,但前角太大,會使刀具的楔角減小,刀具強度減弱,刀具散熱情況差,磨損加快。所以,一般車削鋼件材料的薄壁零件時,用高速鋼刀具,前角取6°-30°,用硬質(zhì)合金刀具,前角取5-20°。  
   刀具的后角大,摩擦力小,切削力也相應(yīng)減小,但后角過大也會使刀具強度減弱。在車削薄壁零件時,用高速鋼車刀,刀具后角取6-12°,用硬質(zhì)合金刀具,后角取4-12°,精車時取較大的后角,粗車時取較小的后角。 
主偏角在30°-90°范圍內(nèi)、車薄壁零件的內(nèi)外圓時,取大的主偏角。 
副偏角取8°-15°,精車時取較大的副偏角,粗車時取較小的副偏角。 
五、切削液對薄壁零件的影響  
   用高速鋼刀具粗加工時,以水溶液冷卻,主要降低切削溫度;精加工時,中、低速精加工時,選用潤滑性能好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液,主要改善已加工表面的質(zhì)量和提高刀具使用壽命硬質(zhì)合金刀具,粗加工時,可以不用切削液,必要時也可以采用低濃度的乳化液或水溶液,但必須連續(xù)地、充分地澆注;精加工時采用的切削液與粗加工時基本相同,但應(yīng)適當(dāng)提高其潤滑性能在車削過程中充分使用切削液不僅減小了切削力,刀具的耐用度得到提高,工件表面粗糙度值也降低了。同時工件不受切削熱的影響而使它的加工尺寸和幾何精度發(fā)生變化,保證了零件的加工質(zhì)量。



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