7-4车薄壁工件2
机械制造基础第七章铸铁及其热处理习题解答
第七章铸铁及其热处理习题解答7-1 铸造生产中，为什么铸铁的碳、硅含量低时易形成白口? 而同一铸铁件上，为什么其表层或薄壁处易形成白口?答：因为碳、硅是促进石墨化的元素，当它们含量含量低时石墨化不易进行，所以容易形成白口。
同一铸件上表层和薄壁的冷却速度比较快，不利于石墨化，故易形成白口。
7-2 在铸铁的石墨化过程中，如果第一、第二阶段完全石墨化，而第三阶段分别为完全、部分或未石墨化时，问它们各获得哪种基体组织的铸铁?答：第三阶段石墨化完全进行时，获得铁素体基体铸铁；部分进行时为铁素体+珠光体基体铸铁；未进行石墨化时为珠光体基体铸铁。
7-3 机床的床身、床脚和箱体为什么大都采用灰铸铁铸造？能否用钢板焊接制造?试将两者的使用性和经济性作简要比较。
答：1、因为灰铸铁的性能适合制造这些零件：抗压性能比抗拉性能好，铸造性能优良，减摩性好，减振性强，切削加工性良好，缺口敏感性较低。
2、能用钢板焊接制造，但钢板的减摩性、减振性不如灰铸铁。
在使用性和经济性上，灰铸铁成本低，易于铸造结构复杂的零件，并且其尺寸不受限制，这些都是用钢板制造不能达到的。
7-4 有一壁厚为20～30mm的铸件，要求抗拉强度为150MPa，应选用何种牌号的灰铸铁制造?答：根据强度要求和壁厚，应选用HT200。
7-5 生产中出现下列不正常现象，应采取什么措施予以防止或改善?(1) 灰铸铁精密床身铸造后即进行切削，在切削加工后发现变形量超差；(2) 灰铸铁件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。
答：(1) 应在切削前进行去应力退火，消除铸造应力。
去应力退火通常是将铸件缓慢加热到500~560℃，保温一段时间(每l0mm厚度保温1h)，然后随炉冷至150～200℃后出炉。
(2)应进行消除白口组织退火。
退火方法是把铸件加热到850～950℃，保温1～3h，使共晶渗碳体发生分解，即进行第一阶段的石墨化，然后又在随炉冷却中进行第二和第三阶段石墨化，析出二次石墨和共析石墨，到500～400℃再出炉空冷。
薄壁工件的概念和作用
薄壁工件的概念和作用薄壁工件是指壁厚较薄的零件或制品。
在工业生产中，薄壁工件是常见的一种。
因为薄壁工件结构简单，重量轻，制造成本低，所以在很多领域都有广泛的应用，如汽车工业、建筑业、电子业、航空航天等工业领域。
薄壁工件的作用主要有以下几个方面：1. 减轻重量：薄壁工件的壁厚相对减薄，使得制品整体重量减轻。
比如，汽车的车身和发动机盖等就采用了薄壁工件的设计，以便减轻整车重量。
2. 提高强度：薄壁工件的设计可以在一定程度上增强其强度。
用薄壁工件替代厚壁构件，可以在保证强度的情况下减轻重量。
薄壁工件材料的选择和加工工艺的控制也可以增强其强度和刚度，以满足使用的要求。
3. 降低成本：薄壁工件的制造成本相对较低。
因为薄壁工件的制造涉及到的加工工艺比较简单，也需要的材料量比较少，所以可以在生产过程中降低成本。
4. 提升精度：薄壁工件的制造工艺和材料的选择能够保证其制品的尺寸和形状精度，漏水、漏气和漏电的情况得到了有效的控制。
5. 优化设计：薄壁工件的设计可以使得产品的结构更为紧凑、简单，具有更高的效率，具有降低噪音和振动的能力，同时也具有良好的节能减排性能。
尽管薄壁工件在很多领域都有广泛的应用，但是在其制造和使用过程中也面临着许多问题和挑战。
首先，薄壁工件的制造技术要求较高，生产过程中必须保证材料的质量和工艺的精细度。
其次，在使用过程中薄壁工件的结构易受环境因素的影响，容易出现变形和破损等问题。
因此，制造和使用薄壁工件需要注意加强工艺控制，提高产品的质量和使用寿命。
总之，薄壁工件是一种重要且常见的构件，具有重要的作用和意义。
通过提高薄壁工件的制造和使用技能，我们可以更好地应对生产和生活的需求，推动相关领域的科技进步和发展。
薄壁零件加工弱刚性零件加工技术
5.2 加固装夹技术 通过加固装夹来提高弱刚性零件的刚度，实现 弱刚性零件少变形或不变形装夹是可行的，关 键是设计适当加固的形式，加固的材料，加固 的工艺，达到即提高零件刚性，又不致引起零 件的附加变形；即方便加固，又便于分离；即 可靠又便于生产和精度控制。
5.2.1 加固装夹主要方法有 机械式：利用机械结构来加固零件，如配合良 好的轴（孔）、成型面、涨式夹具等。 填充式：利用加固材料填充加固零件，如薄壳件 的加固装夹方法。 粘接式：利用胶粘材料把零件胶粘在刚性较好的 机械结构上，达到无装夹力装夹，同时提高了 零件的刚度。 其它形式：如真空装夹，实现弱刚性零件少变 形或不变形装夹的加固方法还很多，要在实践 中进一步发展。
2.4细长轴类零件 该类零件材料包含调质钢、马氏体时效钢、钛合 金、合金结构钢、不锈钢等多类材料，部分马氏体 钢材料的硬度HRC＞50，具有高强度、耐腐蚀、衰 减性能好等特点。细长轴类零件最大长径比达到70 以上，加工表面不允许出现波纹、竹节等瑕疵。
2.5复杂孔系类零件 复杂孔系类零件包含深孔类零件和多孔交叉类零件， 零件内部存在多孔结构，孔的类型包括深孔、平底 孔、细长孔、交叉孔，孔径范围大，还存在多孔径 的台阶孔。零件毛坯多为铝合金、合金钢锻件，加 工过程中对孔道交叉处毛刺、孔的圆度和直线度要 求严格。
3、弱刚性零件的主要加工难点
弱刚性零件的主要加工难点是加工变形大，精度 难以保证，有的零件因刚性太差，甚至不能采用常 规机械加工方法加工。弱刚性零件在外力的作用下， 产生弹性变形和塑性变形。在夹紧力和切削力作用 下，工件变形量大于尺寸公差，当加工结束外力消 失后，变形恢复，工件即超差，这样说明工件刚性 弱。
现数控加工零部件主要分为整体弱刚性结构件和 精密复杂薄壁结构件两大类型，这些结构件的数控 加工生产具有一些典型特点：多属于定制生产，零 件品种多，单件试制与批量生产并存；材料多样， 包含镁合金、铝合金、铜合金等有色金属材料，结 构钢、不锈钢等传统黑色金属，还包括高强度钢/超 高强度钢、钛合金、高温合金等多类难加工材料， 石墨、树脂、玻璃钢和碳纤维等多类非金属材料与 复合材料；
防止和减少薄壁工件变形的方法(精)
Prod
5．增加工艺肋 有些薄壁工件在其装夹部位特制几根工 艺肋，以增强此处刚性，使夹紧力作用在工艺肋上，以减少 工件的变形，加工完毕后，再去掉工艺肋，如图5所示。
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防止和减少薄壁工件变形的方法
6．充分注入切削液 降低切削温度，减少工件热变形。 7.采用减震措施，调整好车床各部位的间隙，加强工艺系统 的刚度，使用吸振材料，如图将软橡胶片卷成筒状塞入工件已加 工好的内孔中精外圆，用医院点滴管均匀缠绕在已加工好的外圆 上精加工内孔，都能获得较好的减振效果。 8.合理选择切削用量。
采用减震措施 加工步骤 百分表 合理选择切削用量 工件在花盘上的装夹
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防止和减少薄壁工件变形的方法
1．工件分粗、精车阶段 粗车时，由于切削余量较大，夹 紧力稍大些，变形也相应大些；精车时，夹紧力稍小些，一方 面夹紧变形小，另一方面精车时还可以消除粗车时因切削力过 大而产生的变形。 2．合理选用车刀的几何参数 精车薄壁工件时，刀柄的刚 度要求高，刃口要锋利。
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防止和减少薄壁工件变形的方法
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防止和减少薄壁工件变形的方法
4．应用轴向夹紧工具 车薄壁工件时，尽量不使用径向 夹紧，而优先选用轴向夹紧的方法，如图4所示。工件1靠螺 母2的端面实现轴向夹紧，由于夹紧力F沿工件轴向分布，而 工件轴向刚度大，不易产生轴向夹紧变形。
防止和减少薄壁工件变形的方法
防止和减少薄壁工件变形的方法
1 2 3 4
工件分粗、精车阶段
合理选用车刀的几何参数 增加装卡接触面 应用轴向夹紧工具
添加文字（楷体 20号）
数控车床薄壁件加工技巧和方法
数控车床薄壁件加工技巧和方法一、概述薄壁件是指壁厚小于2mm的机械零件，具有重量轻、节省材料、结构紧凑等特点。
数控车床是现代加工制造业中应用广泛的设备，对于薄壁件的加工具有独特优势。
本文将重点介绍数控车床在薄壁件加工中的技巧和方法，以提高加工效率和产品质量。
二、材料选择与装夹方式1.材料选择：薄壁件常用的材料有铝合金、钛合金、不锈钢等，这些材料具有较好的塑性和切削性能。
在选择材料时，应充分考虑其物理性能和加工工艺性。
2.装夹方式：针对薄壁件易变形的特点，应采用合适的装夹方式，如真空吸附、专用夹具等，以保证工件在加工过程中保持稳定。
三、刀具选择与切削参数优化1.刀具选择：针对薄壁件的加工特点，应选用锋利、耐磨的刀具，如硬质合金刀具、涂层刀具等。
同时，刀具的几何参数对切削力、切削热等方面都有影响，应根据工件材料和加工要求进行合理选择。
2.切削参数优化：切削参数的合理选择对于薄壁件的加工至关重要。
应综合考虑切削深度、进给速度、切削速度等参数，以减小切削力、切削热对工件的影响，防止工件变形。
四、加工技巧1.轻切快走：在加工过程中，应采用轻切快走的加工方式，以减小切削力对工件的影响。
同时，合理使用切削液，降低切削温度。
2.分层加工：对于厚度较大的薄壁件，可以采用分层加工的方式，减小各层之间的切削力，避免工件变形。
3.工艺优化：在编制加工程序时，应充分考虑工件的形状、材料特性等因素，合理安排粗加工、半精加工和精加工的顺序，以提高加工效率和产品质量。
4.热处理：在加工过程中，可对工件进行适当的热处理，以提高其硬度和耐磨性。
同时，合理安排热处理工艺参数，防止工件变形或开裂。
5.检测与修正：在加工过程中，应定期检测工件的尺寸和形位公差，如有偏差应及时修正。
同时，对加工过程中出现的问题进行分析和总结，不断优化加工方法和工艺参数。
五、结论通过以上分析可知，数控车床在薄壁件加工中具有独特优势。
在实际生产中，应根据具体情况选择合适的材料、装夹方式、刀具和切削参数。
薄壁零件的加工工艺和夹具设计
摘要：本文系统设计了薄壁零件的数控车削加工工艺。
通过探讨薄壁零件在加工中存在的易变形、零件尺寸精度、位置精度及表面粗糙度不易保证等技术问题，对加工难点进行分析，给出了加工工艺路线和加工方案，通过优化、完善夹具设计和切削参数，防止了薄壁零件加工变形、保证了较好的尺寸精度和位置精度，从而有效解决薄壁零件的车削加工难题。
由于薄壁零件刚性差、强度弱，在加工中极易变形，是零件的形位公差增大，不易保证零件的加工质量。
因此对薄壁零件的装夹，切削加工过程中刀具的合理选用及切削量的选择，提出了严格要求。
在普通车床上加工形状较复杂、有一定精度要求、且需要多把刀具进行加工的批量零件时，不仅需要频繁换刀和装夹，花费大量的人力和时间，而且加工出来的零件质量取决于加工人员的技术水平, 产品质量得不到充分的保证。
而运用数控车床，结合传统的加工工艺，不但能大大缩短加工时间、提高加工精度，而且成品率高、产品质量稳定。
所以，在运用数控机床加工过程中为保证被加工薄壁件的必要的精度，有同轴度要求的内外圆柱面或有垂直度要求的外圆与端面，尽可能在一次装夹中完成；需要编制其加工路线、合理的选择个阶段的加工参数并编写高质量的数控加工程序。
为完全保证零件的形位公差需要设计其装夹的夹具，为此，对零件图纸、零件加工及时效处理等方面都认真地进行了分析和研究。
图1-1由图1-1可看出，?64mm的外圆对?60mm的内孔的同轴度，?64的外圆的圆度和表面质量以及内孔尺寸精度的加工是该薄壁零件最主要的加工难点。
因为该零件刚性差、强度弱，在加工中极易变形，表面质量、垂直度及同轴度难以保证。
镗削内孔时应一次装夹中加工出来，以保证该零件的尺寸精度。
针对薄壁零件壁薄、刚性差、易变形的特点，可设计该薄壁零件专用夹具装夹，以保证零件的尺寸精度和形位公差达到图纸技术要求。
这些加工难点的存在，使得加工过程中刀具选择、加工工艺路线安排、工艺装夹方式确定等对于该零件是否合格非常关键。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺
典型薄壁零件数控铣削加工工艺一、加工工艺概述在现代机械加工中，数控铣削技术已经成为广泛采用的一种加工方式。
它具有高效率、高精度、高稳定性等诸多优点，能够满足各种复杂形状的零部件加工需求。
而在制造业中，薄壁零件的加工一直以来都是一个难点，因为它们具有较大的面积，容易发生振动和变形，导致加工质量不佳。
因此，采用数控铣削加工工艺来生产薄壁零件，显得尤为重要。
1. 材料准备首先需要选定适合薄壁零件加工的材料，一般采用铝合金、镁合金、钛合金等轻合金材料。
然后进行材料的切割、碾磨等预处理工作，以优化后续加工的效果。
2. CAD制图在进行数控铣削加工前，需要对零件进行三维模型设计，以制定详尽的加工工艺方案。
在CAD制图过程中，需要考虑加工精度、表面质量、加工时间等多个因素，确定好各种加工参数，包括加工路径、刀柄发生器等。
3. CAM编程在CAD制图完成后，需要进行CAM编程，将机器指令和实际加工过程相一致。
在CAM编程中，需要考虑加工路径，以及刀柄进给速度、切削进给速度等参数，调整加工节奏和刀具尺寸等。
4. 加工调试CAM编程完成后，需要先进行一次加工调试。
调试过程中，需要不断调整加工参数，以充分发挥数控铣削加工的优势，并保证加工精度和表面光洁度达到标准要求。
5. 实际加工过程综合考虑加工条件、切削速度、进给速率等因素，进行实际的数控铣削加工。
在加工过程中，需要密切关注加工状态，调整加工参数，以保证产品精度和表面质量。
三、关键问题控制1.加工稳定性的控制薄壁零件加工面积较大，容易发生振动和变形，因此需要掌握加工稳定性的控制方法。
首先要选择合适的工件夹持方式，确保工件在加工过程中不产生任何变形。
同时，合理设计加工刀具尺寸和结构，采用具有高刚性的刀具，以提高加工精度和稳定性。
2.表面光洁度的控制薄壁零件加工表面质量要求较高，表面光洁度是一个很关键的指标。
因此，在加工过程中需要选用具有高刚度、高切削能力的刀具，并适当降低装夹紧密度，避免过度压缩，从而保证零件表面光滑克服表面氧化和氧化皮的形成。
车床加工薄壁工件方法
车床加工薄壁工件方法车床加工薄壁工件是一项具有一定难度和挑战性的工程任务，需要在制作过程中充分考虑工件的材料、几何形状以及切削条件等因素，以确保工件的加工质量和精度。
在本文中，我将介绍一种常用的车床加工薄壁工件的方法，并详细说明其中的关键步骤和注意事项。
车床加工薄壁工件的方法主要包括以下几个步骤：材料准备、工件夹紧、切削参数选择、切削策略设计、切削工具选择、车削操作步骤以及加工质量检验。
下面我将逐一介绍这些步骤。
首先是材料准备。
薄壁工件通常使用具有较高的强度和刚度的材料，如铝合金、钛合金等。
在选择材料时，需要根据工件的具体要求和使用环境，选用适当的材料。
另外，要根据工件的几何形状和尺寸，确定所需的原材料形状和尺寸，并对原材料进行切割和修整。
接下来是工件夹紧。
薄壁工件在车床上的加工过程中，需要使用适当的夹具将其稳定地固定在车床上。
夹具应具有足够的刚度和稳定性，以确保工件在切削过程中不会发生变形或脱离夹紧。
可以使用机械夹具、气动夹具等多种夹紧方式，具体选择根据工件的形状和尺寸而定。
然后是切削参数选择。
切削参数包括切削速度、进给量、切削深度等。
对于薄壁工件的加工，切削速度一般选择较低的值，以避免过大的切削力和切削温度造成工件的变形或损坏。
进给量和切削深度应根据工件的材料和几何形状，选择适当的数值，以充分保证切削效率和加工质量。
接下来是切削策略设计。
根据工件的几何形状和加工要求，设计合理的切削策略是确保工件加工质量的关键。
对于薄壁工件，一般采用多次轻微切削的方法，以避免一次性过大的切削力造成工件的变形。
可以通过合理安排切削路径和切削方向，控制切削力的大小和方向，以达到最优的切削效果。
然后是切削工具选择。
薄壁工件的加工通常需要选择具有较高硬度和强度的刀具，以保证切削质量和寿命。
常用的刀具有硬质合金刀具、刚性刀具等。
在选择刀具时，要根据工件的材料和几何形状，选择合适的刀具类型和规格，并进行刀具的合理刃磨和涂层处理，以提高切削效率和刀具寿命。
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一、薄壁工件的加工特点
• 2、因工件壁较薄，切削热会引起工件热变形， 使工件尺寸难以控制。
一、薄壁工件的加工特点
• 3、在切削力尤其是背向力的作用下，容易产 生振动和变形，影响工件的尺寸精度、表面粗 糙度、形状精度和位置精度。
在你的思维里：除了车偏心工件、曲 轴、细长轴以及薄壁工件外，还有什么 复杂工件呢？
1 、防止和减少薄壁工件变形 的方法有哪几种？ 2 、车削薄壁工件时切削用量 的要求和具体参数是什么？
有些薄壁工件可以在其装夹部位特制几根工艺肋，以增 加刚度，使夹紧力更多地作用在工艺肋上，以减少工 件的变形。加工完毕后，再去掉工艺肋，如图7—33所 示。
二、防止和减少薄壁工件变形的方法
• 5、增加工艺肋
二、防止和减少薄壁工件变形的方法
• 6、浇注充分的切削液
•
浇注充分的切削液，可降低切削温度，减少工件热变 形，是防止和减少薄壁工件变形的有效方法。
答案：曲轴（偏心） 细长轴（长，容易变形弯曲）
（导 入 课 题）
你在加工工件时，你除了考虑工件的装夹方法以及 工件的长度外，你会考虑工件的厚薄的问题吗？
新 授 内 容： §7- 4 车薄壁工件
一、薄壁工件的加工特点 车薄壁工件时，由于工件的刚度低， 在车削过程中 可能产生以下现象：
一、薄壁工件的加工特点
二、防止和减少薄壁工件变形的方法
• 2、合理选择刀具的几何参数 •
• 精车薄壁工件时，要求刀柄的刚度高，
车刀的修光刃不宜过长（一般取0.2～0. 3mm）， 刃口要锋利。
二、防止和减少薄壁工件变形的方法
• 3、增加装夹接触面积
• 使用开缝套筒或特制的软卡爪，增大装夹时的接触面积，使夹 紧力均布在薄壁工件上，因而夹紧时工件不易产生变形。
f
(mm/r)
ap (mm)
1 0.3～0.5
70～80 100～120
0.6～0.8 0.15～0.25
•车薄壁工件对于你来说是不是 一种复杂工件???
车薄壁工件时,因为工件薄受到夹紧 力、切削热等影响的作用下而容易变形, 所以要在加工时要对选择适理的夹紧力、 切削量、增加工件接触面积及降低温度 等方法来加工薄壁工件才能得到理想效 果。
二、防止和减少薄壁工件变形的方法
• 4、应用轴向夹紧夹具
•
车削薄壁工件时，尽量不使用径向夹紧，而优先选用轴向夹紧 的方法。薄壁工件装夹在图7—32所示的车床夹具体内，用螺母 的端面来压紧工件，使夹紧力F沿工件轴向分布，这样可防止薄 壁工件内孔产生夹紧变形。
二、防止和减少薄壁工件变形的方法
• 5、增加工艺肋
三、车薄壁工件时切削用量的选择
• 针对薄壁工件刚度低、易变形的特点，车薄壁 工件时应适当 。 实践中，一般按照中速、小吃刀和快进给的 原则来选择，具体数据可参考表7—2。
三、车薄壁工件时切削用量的选择
表7 -2 车薄壁工件时的切削用量 切削速度 进给量 背吃刀量
加工性质
粗车 精车
Vc
(m/min)
切削力中的 影响
车削薄壁工件加工视频
• 针对以上车薄壁工件时可能产生的问 题， • 下面介绍防止和减少薄壁工件 变形的方法。
二、防止和减少薄壁工件变形的方法
• 1、把薄壁工件的加工分为粗车和精车两个阶段 • • 粗车时夹紧力稍大些，变形虽然也相应大些，但 是由于切削余量较大，不会影响工件的最终精度； • 精车时夹紧力可稍小些，一方面夹紧变形小， 另一方面精车时还可以消除粗车时因切削力过大 而产生的变形。
科目： 车 工 工 艺
第七章 车复杂工件
课题:பைடு நூலகம்7- 4 车薄壁工件
授课班级：12春数控2 授课人： 曾荣权
2012 年12 月 5 日
重点及难点
• 重点： • 车薄壁工件的加工特点及合理选择刀具的几何 参数。 • 难点： • 防止和减少在加工薄壁工件时的变形方法。
复习：你了解的车复杂工件有几种？他们的加 工特点是什么？