薄壁轴套的加工

薄壁轴套的加工
[摘要] 本文通过对薄壁轴套的论述，总结了其装卡及加工方法以及影响变形因素的一些经验。

[关键词] 薄壁轴套切削变形卡头
薄壁轴套刚性差，在车削过程中受切削力和夹紧力的作用极易产生变形，影响工件尺寸精度和形状精度。

注意装夹方法，合理地选择刀具材料、几何角度、切削用量及适当地进行冷却润滑都是加工薄壁轴套类型工件时减少变形的关键所在。

一、刀具的选择：加工薄壁类工件的刀具刃口一定要锋利，一般采用较大的前角和主偏角
1、前角对工件的影响：前角增大，若后角不变，楔角将减少，则刀具刃口锋利，切削流出的阻力减少，变形系数小，切削变形小。

加工塑性大的材料，增大前角，切削力下降明显，加工脆性材料时，增大前角，切削力下降不显著。

2、主偏角对工件的影响：見表一
注：仅适用于一般钢。

二、切削用量的选择
为减少工件的振动和变形，应使工件上所受的切削力和切削热相应小些，所以薄壁类工件加工时一般采用较高的切削速度，但切削深度和进给量不易过大（見表二）。

如机床精度底、刚性差时，则应适当降低切削速度。

三、工件的装卡及加工
A、下料或多件一料，留a长卡头。

1、若工件为单件，则留a长卡头（参照表三），若工件直径较大，或重量较大，应将卡头适当加长。

2、若工件为多件，则需要视工件长度及外圆大小，考虑多件合下料，留a 长卡头（参照表三），若工件直径较大，或重量较大，应将卡头适当加长。

（适合多件合下料的工件，仅适用于Φ＜200mm，多件的长度和＜300mm的工件）
B1、Φ≤100mm的工件：
1、夹卡头，按毛坯均匀性找正，粗、精车各部达图。

注1：
如果内孔、外圆精度要求较高，可采用内孔、外圆留磨量，开口弹性卡套装卡轴套，磨内孔达图，然后心轴/锥度心轴装卡，磨外圆达图，若为多件合下料工件，需同磨内孔、外圆达图后再轻卡工件切工件达图。

若两端面公差要求较高（0.05mm以内）或起轴承定位作用的工件，需要两端面单面留0.3+0.1mm留量，并在与外圆、内孔同次装卡中车出的端面刻0.3X0.3V型环线，然后上平面磨床先基准面定位，两面互为基准磨两留量端面达图。

若工件为过盈装配的铜套，考虑到过盈装配时铜套的收缩（铜的收缩率为1：1），为防止装配后将相关件抱死，应该根据装配关系，计算出过盈量，然后在内孔公差的基础上适当加大（在工艺里直接体现出）。

B2、100mm＜Φ≤200mm的工件：
1、按毛坯均匀性找正，粗车各部，外圆直径留量2，端面单面留量1，达6.3。

2、在外圆卡头切断处车应力槽（参照表四）。

3、精车各部达图。

注2：
如果内孔、外圆精度要求较高，可采用内孔、外圆留磨量，开口弹性卡套装卡轴套，磨内孔达图，然后心轴/锥度心轴装卡，磨外圆达图，若为多件合下料工件，需同磨内孔、外圆达图后再轻卡工件切工件达图。

若两端面公差要求较高（0.05mm以内）或起轴承定位作用的工件，需要两端面单面留0.3+0.1mm留量，并在与外圆、内孔同次装卡中车出的端面刻0.3X0.3V型环线，然后上平面磨床先基准面定位，两面互为基准磨两留量端面达图。

若工件为过盈装配的铜套，考虑到过盈装配时铜套的收缩（铜的收缩率为1：1），为防止装配后将相关件抱死，应该根据装配关系，计算出过盈量，然后在内孔公差的基础上适当加大（在工艺里直接体现出）。

B3、（200mm＜Φ≤400mm）
1、按毛坯均匀性找正，粗车各部，外圆直径留量3，端面单面留量1.5，达6.3。

2、在卡头切断处车内、外应力槽（参照表四）。

3、精车各部达图。

注3：
1、注意内外应力槽必须车在A区域（参照附图一）。

2、精车前用风管冷却，以消除热应力。

3、如果内孔、外圆精度要求较高，可采用内孔抛光、外圆留磨量，心轴/锥度心轴装卡，磨外圆达图。

若两端面公差要求较高（0.05mm以内）或起轴承定位作用的工件，需要两端面单面留0.3+0.1mm留量，并在与外圆、内孔同次装卡中车出的端面刻0.3X0.3V型环线，然后上平面磨床先基准面定位，两面互为基准磨两留量端面达图。

B4、Φ＞400mm的工件：
（一）卧车加工按I，立车加工按Ⅱ。

I、按毛坯均匀性找正，粗车各部，外圆直径留量4，端面单面留量2，达
6.3。

保留卡头。

Ⅱ、
1、夹非卡头端，按毛坯均匀性找正，粗车卡头外圆及端面見光。

（便于立车定位、找正装卡）
2、夹卡头端，找正，粗车各部，外圆直径留量4，端面单面留量2，达6.3。

保留卡头。

（二）工件立放，自然时效2～3天。

（三）
1、半精车各部，外圆直径留量2，端面单面留量1，达6.3。

2、在卡头切断处车内、外应力槽（参照表四）。

3、精车各部达图。

注4：
1、对于400mm＜Φ≤600mm可用卧车加工，Φ＞600mm用立车加工。

2、注意内外应力槽必须车在A区域（参照附图一）。

3、精车前用风管冷却，以消除热应力。

4、时效时及精加工完成后，工件必须立置。

四、卡头尺寸的参照选择
一般零件参照附图二、三及表四车应力槽，特殊零件（外圆较大而壁厚较薄、精度要求较高、A检或出口产品），参照附图四、五及表四车应力槽。

附图一为车内外应力槽时的区域。

（内应力槽不允许车在卡工件长度以内，否则起不到消除应力的作用，参照附图一）
说明：
1、表中各参数具体值根据工件的直径、壁厚、长度及重量由工艺员自行给出。

2、在卡头处车内、外应力槽时，不要伤及工件，内外应力槽左右应错开位置，应力槽深度应保证外应力槽底小于内应槽底直径，应力槽差值圆中径应与工件同一中径。

3、内、外应力槽需在精加工前加工，且精加工时转速不可太快，操作者可根据工件及机床性能自行给出。

五、总结
薄壁轴套的装卡加工，应尽可能的增加工件的支承面和夹紧点，使受力均匀，并减少夹压应力和接触应力。

必要时可增设辅助支承，以增强工件的刚性，对于外径Φ＞400mm的工件，粗车工件后，应自然时效2～3天，工件应立放，对于非常薄的工件还应在机床上交检并保证壁厚一致。

参考文献：
[1]《重型机械工艺手册》吕亚臣，哈尔滨出版社，1997年出版.
[2]《典型零件机械加工生产实例》陈宏钧，机械工业出版社，2006年出版.
[3]《实用金属切削加工工艺手册》陈家芳，上海科学技术出版社，2006年出版.。