薄壁套类零件加工方法分析
薄壁工件在数控车床上的加工
１ ． 薄壁套加工的难点
成半精车和精车 ， 由切削热引起 工件 的热上 。 （ ３ ） 在切 削力 （ 特别是径 向切 削力 ） 的作用下 ， 容易产生振 动和变 形， 影响工件的尺寸精度 ， 形状 、 位置精度和表面粗糙度。
防止变形 的工 艺方法及 薄壁零 件加 工工艺的分析 ， 加工程序， 保证加工零件的精度 。进行 阐述 。
【 关键词 】 薄壁零－ ｆ ｑ － ； ． ｚ － ： Ｌ￣析； 加工程序
镗ｏ ６ ２ Ｈ ８ 的孔至 ｏ ６ １ ． ４ 孔 口倒角 ｃ １ ０ ． 前 言 ． （ ３ ） 把工件从软爪上卸下了。 （ 目的是为了消除工件 的变形应力 ） 。 在机 电产 品的生产 中 ， 经常存在这一些 刚性差 、 精度 高的薄壁零 （ ４ ） 在用软爪夹 ｏ ６ ８ ． ５ 的台ｆ 缈 圆， 取总长 １ ８ ・ 。 镗孔 ｅ ６ ２ Ｈ ８ （ 一 。 ） 件． 而且多数为为产品的关键零件 。航空航 天产 品中一般要求结构尺 寸较小 、 重量轻 、 精度高 。 因此对薄壁零件的需求就会更多些。 一般定 至尺寸 ． 保证长度尺寸 １ ６ 。 （ ５ ） 以。 ６ ２ 。 的内孔定位在 台阶心轴上精车台阶圆 ｏ ６ ８ ｆ ７ （ 义 当零件壁厚与 内孑 Ｌ 的轮廓尺寸之 比小于 １ ： ２ ０ 时称作薄壁零件 。薄 并保证尺寸 ５ 。（ 注意 台阶心轴的定位外圆 ６ ２ 和端面要 壁零件 在加工中对各种影 响因素十分敏感 ． 极易产生变形 ． 很难满足 至尺寸 ， 精度要求 ． 严重影响产 品质量 ． 因而成为机械加工中的一大难题 。
在一次装 夹中完成） ｂ ． 切 削用量 的选择 针对薄壁件刚性差 ． 变形大的特点 ． 车削是按 同种材料车削加工 的 （ １ ） 夹 紧力 ， 夹紧力是影响变形最大的应 素。 在夹压力 的作用下容 ｐ 与进给量 ｆ 选取范 围， 取较小值 ． 而切削速度仍取正常值 。 易产生变形 。 从而影响工件的尺寸精度 和形状精度 。 一般在 车床上采 切削深度 ａ 用三爪卡盘夹紧或软爪 夹紧工件加工 ． 在夹紧力 的作用下 ． 会略微变 因为影 响切削力最大的因素是切削深度 ａ ｐ ． 其次才是进给量 ｆ 而 成三角形 ， 但 车孔后得到的是一个 圆柱孔。当松开卡爪 ， 取下工件后 ． 由 切削速 度对切 削力 的影 响很小 尤其是车塑性大的材料更 是如此 切 削温度对薄壁零 件的变形影 响较 大 ． 因此 ． 车削时一定要充 分 于弹性恢复 ， 外圆恢 复成圆柱形 ． 而内孔则变成弧形三角形若用内径 千 分尺测量时 ， 各个方向直径 Ｄ不相等， 这种变形最普遍危害也最大 使用冷却液． 以降低切削温度的影响。 （ ２ ） 因工件较薄 ． 切 削热会引起工件热变形 ， 从而使工件尺寸难 以 ４ ． 加工程序 （ 薄壁孔粗 ， 精镗程序 ） 控制。对于线 膨胀系数较大 的金属薄壁工件 ． 如在一次安装 中连续完 如图所示 编程原点设在工件右端面和工件中心线的交点处
套筒类零件加工工艺处理与分析
套筒类零件加工工艺处理与分析在对套筒类零件的加工中，较难保证的是其形位精度，本文以轴承套为例，详细分析与总结了保证套筒類零件精度的方法。
标签：套筒类零件；工艺分析；精度无论零件是用普通机床加工还是用数控机床加工，对零件进行工艺分析都是加工中必不可少的环节，虽然用数控机床可利用程序自动加工零件，但无论是手工编程还是自动编程，在编程之前均需对所加工零件进行工艺分析和设计，才能编出合理高效的加工程序。
如果工艺设计不合理，就会造成一些不必要的浪费和损失。
在车床上加工套筒类零件比加工轴类零件难度大，主要原因就时套筒类零件的工艺较难处理。
1 套筒类零件概述1.1 套筒类零件的功用与特点1.2.3 内外圆的同轴度要求较高，误差在0.01mm-0.05mm范围内。
1.2.4 端面与孔轴线的垂直度要求较高，误差在0.01mm-0.05mm范围内（如图1中左端面对Φ22H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm）。
2 主要工艺问题套筒零件主要加工表面是孔、外圆和端面。
加工时定位基准为外圆或孔。
其主要工艺问题是保证相互位置精度和防止变形。
2.1 保证位置精度的三种方法要保证内外圆表面间的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求，通常根据零件的尺寸大小采用下列工艺方案：2.1.1 对于尺寸较小套筒零件的加工2.1.2 对于尺寸较大的套筒零件，零件加工分几次安装进行①先终加工孔，再以孔为定位基准加工外圆。
零件以内孔定位时，可采用心轴安装（圆柱心轴、可胀式心轴）；当零件的内、外圆同轴度要求较高时，可采用小锥度心轴安装。
由于使用的夹具结构简单，而且制造和安装误差较小，因此可保证较高的相互位置精度，在套筒类零件加工中应用较多。
此方法较常用。
②先终加工外圆，然后以外圆表面为定位基准终加工孔。
零件以外圆定位时，可直接采用三爪卡盘安装；该方法工件装夹迅速可靠，但一般卡盘安装误差较大，使得加工后工件的相互位置精度较低。
如果欲使同轴度误差较小，则须采用定心精度较高的夹具，如弹性膜片卡盘，液性塑料夹头、经过修磨的三爪自定心卡盘和软爪等。
数控技能大赛中车削薄壁零件的技巧
工艺肋
减小 。 ３１ —２切 削用 量与切 削力 的关 系
（ 央ｇ薄壁 工件 车内孔 －
（ 浮壁 工件 内孔 的等直径 变形 ｂ ）
图 １ 薄壁 圆柱零 件 的夹 紧变 形
１ ． 件热 变形 ２工 因工 件较 薄 ，对 于线 膨胀 系 数较 大 的金 属 工件 ， 一次 装 夹 中连续 加 工 ， 续 产生 的 在 持 切削 热会 引起 工 件热 变形 ，使 工 件尺 寸难 于 控制 ， 精度 受到 极 大影 响。 １ ＿ 动 ３振 在 切 削力 （ 别是 径 向切 削力 ）的作 用 特 下 ， 易产 生振 动 和变 形 ， 响工件 的尺寸 精 容 影 度 、 位精 度和 表面 粗糙度 。 形 ２ 企业 生 产加 工过 程 中 ，防止 和减 少 薄 壁 零件 变形 的方 法 在 企业 生 产加 工制 造 过程 中 ，由于产 品 批 量大 、 要 求高 ， 为 了提 高劳 动生 产 率 精度 且 往往 采 用成 组生 产 单元 ，即根据 零 件 的技术 要求 ，将 待 加工 的零 件 在 生产 过程 中分 成 多 以下几 点 ： ３１切 削力 对薄 壁零 件 加 工 时产 生 的影 ． 个 工序 ， 组 机床 和一 组 生产 工人 ， 同完 由一 共 成相 关零 件组 的全部 工 艺过 程 的成 组生 产组 响 ３１ ．１刀具 的几 何参 数 与切 削力 的关 系 ． 织形 式 。 在此 过程 中 ， 计 制造 各种 适合 装夹 设 ａ． 前角 Ｙ与切 削力 的关 系 （ 图 ６ 。 。 见 ） 由图 薄壁 类零 件 的工 装 夹具 就显 得 至关 重要 。常 可 知 ， 给 抗 力 Ｆ 、 深 抗 力 Ｆ 、 切 削 力 进 ｘ切 ｖ主 用 的方法 有 以下几 种 ： ｚ ２１为增 加装 夹 接 触 面 ，尽 量 采用 开 缝 Ｆ 都会 随刀 具 前角 的增 大而减 小 。这是 因为 ． 套筒（ 见图 ２ 或特制软卡爪 （ 图 ３ 装夹零 前角增大 ，剪切角 巾随之增大 ，切削变形减 ） 见 ） 变形系数 ∈ 减小， 切屑沿前刀面流出时的 件 ， 夹紧 力均 匀 分布 在工 件 上 ， 少 因夹 紧 小 ， 使 减 摩 擦 力减 小 ， 因此切 削力 显著 减小 。 引起 的变形 。
第六章 典型零件加工工艺(补充的一章 王先逵)
——清洗——最终检验——防锈、入库。
15
5. 箱体零件加工实例
普通车床主轴箱箱体零件简图
16
普通车床主轴箱箱体的主要技术要求：
1、主轴孔的尺寸精度为IT6, 圆度公差0.05mm, 其它支承孔的尺寸精度为IT7。 2、主轴孔和其它支承孔轴线对顶面A、底面C 有跳动、平行度和位置度公差的要求。 3、主轴孔的表面粗糙度Ra值为0.8 μm,其它支 承孔的表面粗糙度Ra值为6.3-1.6μm。 4、导轨面B-C面的表面粗糙度Ra值为0.8µm, 顶面A的表面粗糙度Ra值为3.2 µm,其它面的表 面粗糙度Ra值为6.3-3.2 µm。 5、顶面A的平面度公差0.05mm。 6、毛坯材料:HT200。 7、毛坯铸造后进行时效处理。
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镗床减速箱箱体零件简图
（见林江《机械制造基础》P228～P231）
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镗床减速箱箱体机械加工工艺过程简表
序号
1 2 工序名称 铸造 清理 清除浇冒口、型砂、 飞边、毛刺等 时效 内壁涂黄漆、非加 工表面涂底漆 划各外表面加工线 顶面及两主 要孔 划线台 卧式铣床 工序内容 定位基准及 夹紧 设备
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3. 定位基面的选择和加工顺序的安排
（1）粗基准的选择
选择最重要的一组轴承孔为粗基准。这样 可以保证镗削轴承孔时加工余量均匀。单件 小批生产时，以轴承孔的轴心线为粗基准划 线，大批大量生产时，用定位元件以轴承孔 为粗基准定位。
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3. 定位基面的选择和加工顺序的安排
（2）精基准的选择
① “ 三基面方案”：如果箱体外形规则， 可以选相邻的相互垂直的三个平面为精基准 。如车床主轴箱体选择相互垂直的二个导轨 面和一个端面作为精基准就符合三基面方案 。 ② “一面二孔方案”：在大批大量生产中 加工箱体时，绝大多数情况下都在箱体上选 择一个比较大的平面和二个定位销孔作为精 基准。 10
薄壁零件的制造工艺研究现状
展 。 因此 ， 制 薄壁 件 的加 １变 形 问题 成 为 了薄 壁 力 等几 个 方面 。 控 二
件应 用研 究 的热 点 。
收稿 日期 ：２ １－０ － １ ０ １ ７ ２
基金项 目：吉林省科技厅发展计划项 目 （０ ８ ０ ２ ２０００ ） 作者简介 ：石广丰 （ ９ １ ，男 ，博 士 ，讲 师 ，主要从事超精密加工技术相关方面的研究 ，Ｅ １８ 一） —ｍａｌ ｈｇ ａｇｅｇ ｕ ｔ ｄ ． 。 ｉ ：ｓｉｕｎ ｆｎ＠ｃｓ． ｕｃ ｅ ｎ
第 一期
石 广丰 ，等 ：薄壁零件的制造 丁艺研究现状
６ ９
由此可 见 ， 薄壁 件结 构形 状 复杂 ， 外形 协调要 求 薄壁 零件 是指 由各 种 薄 型板 （ ） 壳 和加 强筋 条构 较 高 ， 件 外 廓 尺 寸 相 对 截 面尺 寸较 大 、 工 余 量 零 加 成 的 轻 量 化 结 构 零 件 。一 般 认 为 ， 壳 体 件 、 筒 大 、 在 套 相对 刚度 较低 ， ｌ 艺性 差 ， 加 Ｔ工 精度 要求 高 ， 加 在 件、 环形 件 、 盘形 件 、 板 件 、 类 和 特形 件 中 ， 平 轴 当零 工 过程 中极 易 产 生变 形 ， 接 影 响薄 壁 件批 量 化 生 直 件 壁 厚 与 内径 曲率 半径 （ 轮 廓 尺 寸 ） 比小 于 １ 产 成 品率 的提高 。 或 之 ： ２ 时， ０ 称作 薄 壁 零 件 。按 结构 用 途 薄 壁结 构 零 件可 分 为 框 类 、 类 、 头 类 、 板 类 、 类 等类 型 ， 梁 接 壁 肋 它们 不 但 具 有几 何 尺 寸 和结 构 形 状 方 面 的特 殊 性 ， 了 为
薄壁锥套件成批加工技术
薄壁锥套件成批加工技术作者：肖俊来源：《数字化用户》2013年第26期【摘要】针对加工薄壁锥套零件易产生变形、震动、精度不高等不良现象的特点，分析了如何提高薄壁锥套零件加工精度和效率的具体方法。
【关键词】薄壁锥套大批量优化夹具一、前言我校在和企业合作中接到如图1所示的薄壁锥套零件加工，毛坯为45钢材料的管件，尺寸公差和形状公差要求较高，且要求大批量生产。
通过实操教师的分析，薄壁锥套件加工比较棘手，其主要影响因素有：（一）易受力变形：薄壁锥套件壁薄、刚性差，强度弱，在夹紧力的作用下容易产生变形，变成俗称的“马蹄形”，从而影响工件的尺寸精度和形状精度，不易保证加工质量；（二）易受热变形：因工件较薄，切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难于控制；（三）易振动变形：在切削力（特别是径向切削力）的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度；（四）尺寸测量困难：零件大端尺寸是在内锥面与倒角锥面交线处，所以难以找准位置进行测量。
尤其是对于批量大的生产，快速的装夹、检测也是考虑的重点。
二、实施措施我们除了利用数控车床的高加工精度及高生产效率特点保证零件加工质量之外（如对工件的装夹、刀具的选择、程序的编制等），重点在对锥孔的测量方法上进行合理的转化，同时对夹具结构进行了创新设计，从而有效地克服了锥孔尺寸测量难、薄壁锥套件在加工过程中出现的变形等问题，保证了加工精度，提高了加工效率。
（一）确定工艺方案为了提高生产效率，减少装夹时间，进行大批量的生产，确定工艺方案如下：1、以外圆毛坯面为粗基准加工右端面和锥孔，并倒角；2、以加工好的锥孔为精基准车削外圆和右端面，并倒角。
（二）优化夹具设计为提高生产效率，如何通过一次装夹加工外圆和左端面？如图1所示，此薄壁锥套零件，左端面和锥孔已加工完毕，需要车削外圆和右端面。
由于工件较薄（厚度3mm），刚性较差，如果采用轴向夹紧或增加工艺肋等其他装夹方式，将会受到轴向切削力和热变形及震动的影响很难达到技术要求，更无法使外圆和左端面的加工通过一次装夹完成，从而不能达到大批量生产的要求。
套类零件的特点(精)
套筒类零件的毛坯制造方式的选择与毛坯结构尺寸、材料
和生产批量的大小等因素有关，孔径较大（一般直径大于 20 mm）时， 常采用型材（如无缝钢管）、带孔的锻件或铸件； 孔径较小（一般直径小于20 mm）时，一般多选择热轧或冷拉 棒料，也可采用实心铸件；大批量生产时，可采用冷挤压、 粉末冶金等先进工艺，不仅节约原材料，而且生产率及毛坯质 量精度均可提高。 套筒类零件的功能要求和结构特点决定了套筒类零件的热 处理方法有渗碳淬火、表面淬火、调质、高温时效及渗氮。
谢 谢
（Ra=2.5～0.16 μm）。有的精密套筒及阀套的内孔尺寸精度要
求为IT4～IT5，也有的套筒（如油缸、气缸缸筒）由于与其相 配的活塞上有密封圈，故对尺寸精度要求较低，一般为 IT8~IT9， 但对表面粗糙度要求较高，Ra一般为2.5~1.6 μm。
(2) 几何形状精度要求。通常将外圆与内孔的几何形状精 度控制在直径公差以内即可；对精密轴套，有时控制在孔径公
导向作用。由于功用不同， 套筒类零件的形状结构和尺寸有很
大的差异，常见的有支承回转轴的各种形式的轴承圈、轴套； 夹具上的钻套和导向套； 内燃机上的气缸套和液压系统中的液 压缸、 电液伺服阀的阀套等。 其大致的结构形式如图所示。
套筒类件的结构形式
（a） 滑动轴承套； （b） 滑动轴承套； （c） 钻套； （d） 轴承衬套； （e） 气缸套； （f） 液压缸
套筒类零件毛坯材料的选择主要取决于零件的功能要求、 结构特点及使用时的工作条件。 套筒类零件一般用钢、铸铁、青铜或黄铜和粉末冶金等材 料制成。有些特殊要求的套筒类零件可采用双层金属结构或选 用优质合金钢。双层金属结构是应用离心铸造法在钢或铸铁轴
套的内壁上浇注一层巴氏合金等轴承合金材料，采用这种制造
薄壁管壳切削加工的热处理工艺
ｅ ｏ ｙｏ ｋ ／ ．ｏ ｔ ／ ／ ｒ Ｊｇ ５ ｍ ｎ ９０ｃ
嘴 参 热 工 磊 加
’ … 。 。 ”
内存 储 变 形 应 力最 大 ，组 织 不稳 定 ，粗加 工后 进 行
一
（ ）切削时 易变形 ２
管壳零件毛坯 为棒料加
工成形 ，要加 工成 壁厚只有２ ｍｍ的薄壁管 壳 ，粗
加 工 时加 工 余 量 大 ，组 织 应 力 分布 不 均 ，切 削应 力
也 大 ，尤 其 是 加 工 曲面 拐 点 时 ，由于 切 削 热应 力不
Ｉ
≈ ｛ Ｊ
量高 ，结构性能优异 ，其韧性、塑性较好 ，能进行
淬火 ，时效处理时 ，针对管壳零件壁薄 、尺寸精度
ｇ
。 ０ ０
Ｉ
０
高 、几何公差要求严格的技术特点 ，通过多次 的加 工实践 ，总结出解决薄壁铝合金材料管壳零件切 削
加 工变 形 的 四 阶 段热 处 理 工艺 。
工 后 最后 一 次 稳 定加 工 尺 寸 的低 温 热 处理 。实 践 表 明 ，上 述 热 处 理 工 艺 方 法 达 到 了 消 除 零 件 加 工 变
零 件 粗加 工后 ， 由于 加 工 余量 太 大 ，此 时零 件
形 、稳定了加工尺寸的 目的 ，保证 了零件尺寸精度
及 形 位 公差 达 到技 术 要 求 。
一
１ 零件分析 ．
管 壳 零 件 如 附 图 所 示 ， 材 料 为 超 硬 铝
７ ４Ｔ Ａ０ 一 ６，长 ６ ｍｍ ，外 圆尺 寸 ｑ ６ ０ ￣ ｍｍ，尺 寸 公 差 ４
００ ９ ． ｍｍ，壁厚２ ｍ，管壳零件毛坯为锻造而成的 ３ ａ ｒ 棒料 ，车 削成形 。在没有掌握热处理工艺前 ，合格
一种薄壁轴套加工夹具的改进
＿； ＿囊 麟 蠢 雕 嘲
瓣 镤瓣氯 ｌ 臻
臻 ｌ 蕊 魅嘲
一
种 薄壁 轴 套 加 工 夹 具 的改进
江西飞龙钻头制造有限公司 （ 宜春 ３ ６ ０ ） 徐延金 ３ ０ ０ 程华卫
我公司在研究钻头轴承寿命 的过程 中 ，发现浮动环
，
２ 改进后的夹具 ．
３ 压 紧螺钉 ． 具 枉
，
响了产品使用 性能的发挥。针对这个 问题 ，我们对浮 动
环的加工夹具进行 了改进 ，以上问题得 以顺利解决。
针对 以上情 况 ，根 据工 厂 的实 际生 产 加工 能 力 ， 首先 认真分析 图样后 ，我们 对夹 具有 针对 性地 进行 了
（ ）工件的各挡尺寸得到有效控制 ，互换性增强 。 １
图 ４
Ｉ 铣刀杆 ２ 夹具 ． ． ３ 活动顶尖 ．
（）经济效益 明显 ，由原来 的生产 １ 件／ ２ ５ 天提高到 １０ 天 ， ５ 件／ 生产 成本 降低 ，原 来合格 率仅 为 ３％ ，现 ０
露 （稿日 ２ ７ ２ 收 期：０ ０ ７ ０４ ）
工时 ，由于端面无法进行寿命 方 面具有一定 的潜力 。在其相 关
试验中，浮动轴承 中关键零件
度尺 寸 只有 在粗 、半精 加 工 时确
定 ，在粗加工时，由于存 在人 为因 素 ，以及设备的综合因素 ，造成零 件的 长度 误差 达 到 ０２～０ ３ ｍ， ． ．ｒ ａ
ｆ
《 Ｊ
＼
浮动环 ，是 薄壁 轴 套 类零 件 ，
技术要求高 ，加工存 在一定 困
同时 ， 综合上述两项因素，在加工 ＼ ／
过程中，会造成工件外 圆与端面的
垂直度不够 ，不能满足 图样设计的 ３ ２
薄壁大圆弧零件的折弯模具设计方法
Machinery & Equipmemt︱354︱2016年11期薄壁大圆弧零件的折弯模具设计方法何志兴 谢建文诺力机械股份有限公司，浙江 湖州 313100摘要：本文主要介绍了薄壁大圆弧零件折弯成型模具的设计原理、模具关键部位的设计思想、模具自动开合、精确定位的工作机理以及模具的使用范围和优化方法，并阐述了折弯模具在冲床上使用的推广意义。
关键词：弹性系数；自由开合；闭合角度；偏重心结构中图分类号：TG162.4 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）11-0354-01引言 目前, 国内薄壁大圆弧的零件折弯成型通常需要在卷板机上反复滚动完成，其弯曲度全凭工人经验保证，工件圆弧外形尺寸不易把控，同一批零件圆弧外形尺寸各异，并且制作效率非常低，不利于批量化生产。
而通过设计新型折弯模具不但制作的圆弧外形尺寸统一，工件生产标准化，通用性强，而且某些新型模具系列还可以实现不需要在压力机上压型，直接装在冲床上进行使用的效果，生产效率更快，加工精度更高，人力成本也更低廉。
这种新型模具折弯生产方式对降低制造成本，模块化生产，提升产品质量具有典型的示范。
1 薄壁大圆弧折弯模具设计原理 此类折弯模具主要针对r/t＞10（r：工件半径，t：工件厚度）的薄壁大圆弧的零件折弯成型。
这类零件折弯回弹值比较大，可以不考虑材料厚度的变化以及应力、应变中性层的移动。
但它的回弹系数很大，设计模具时必须充分考虑影响工件弹性系数的各个因素，影响弹性系数的因素除传统意义上的弹性模量、屈服强度、板厚（一般板厚为下差）、折弯半径外，还应考虑到不同厂家、同一厂家不同批次钢板性能的差异。
一般情况下，薄壁大圆弧模具设计时，可以先按照理论计算方法，计算出工件的弹性系数完成模具初次设计，模具设计制作完成后进行模具试压制，再采用现场测绘法对已折弯成型零件进行贴纸实测测绘几组实际反弹后的成型圆弧角及圆弧半径，测绘好的几组数值通过几何模拟和勾股定理计算出实际弹性系数，最后进行二次修磨完成最终模具设计。
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薄壁套类零件加工方法分析
作者：陈栋梁
来源：《科学与技术》2014年第05期
摘要: 工业中广泛使用薄壁件，但是由于其加工工艺性差，在切削力、残余应力、切削热、夹紧力等因素影响下，薄壁件易发生加工变形，不易控制加工精度和提高加工效率。
本文对薄壁件加工过程中引起变形的因素进行了分析，通过改变工件的压紧方式和定位基准，设计制作工装并加工验证，得出加工薄壁件的合理工艺安排，顺利解决了工件变形问题，保证了加工质量，提高了加工效率。
关键词：薄壁套类零件车工夹具设计装夹方法
一、前言
工业中广泛使用薄壁结构零件。
薄壁零件由于其刚性好、强度高、相对重量较轻等优点，使得薄壁零件在机械行业中的运用越来越广泛。
薄壁零件主要是指零件的壁厚小于2mm的零件。
它们在机械加工工业中占有较大比例，薄壁套类零件因其具有重量轻、节约材料和结构紧凑等特点，广泛应用于航空领域。
此类零件结构复杂，刚度较低，加工余量大，并有很多的形位公差要求，加工中极易发生变形和切削振动，让刀现象严重，装夹和定位较困难，一直以来都是加工难点。
二、薄壁套类零件定位与装夹方案
（1）薄壁套类零件定位基准选择
薄壁套类零件定位基准为零件的内外圆中心，当薄壁零件的外圆表面与内孔中心的同轴度要去很高时，加工过程中应互为定位基准反复进行加工，以满足薄壁零件图纸的技术要求。
（2）薄壁套类零件装夹方案
由于薄壁零件的壁厚很少，直接采用三爪卡盘装夹定位会使零件产生较大变形，通常对薄壁套类零件装夹可归纳为以下几种：
a、轴向装夹法。
该方法相对简单，即将薄壁套类零件由原来的径向装夹改为轴向装夹方法。
b、刚性开缝套筒装夹法。
薄壁套类零件采用三爪自定心装夹法，零件受到来自三个卡爪的夹紧力，较小的夹紧面积造成夹紧力受力不均，极易使零件产生变形，然而采用套筒类装夹法有效增大了夹紧的接触面积，此时夹紧力受力均衡，薄壁套类零件也就不易产生变形。
c、圆弧软爪装夹法。
在此种装夹方法中，数控机床上的装刀依据薄壁套类工件的内孔大小进行自车，加工软爪时要采用相同的夹紧状态进行车削，避免加工中出现松动或是由卡爪反向间隙产生定位误差。
车削软爪外定心表面过程中，应在靠近卡盘处处适当夹紧圆盘料，避免卡盘端面螺纹产生间隙。
自行加工的圆弧软爪所形成的圆弧直径应比装夹薄壁套类零件的直径略大一点。
对于尺寸较小的薄壁套类零件，在一次装夹过程中尽量多加工出几个面，不仅能减少装夹次数和误差，又能提高零件的加工精度。
三、结构分析
此项套类零件是用来支承旋转轴及轴承，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做了初步的探讨。
我厂生产某项车削加工薄壁套类后盖零件，首次投入400件，生产类型为大批量。
此项零件壁厚仅为0.7mm，最薄的地方为0.5mm。
四、初次加工存在的问题
我们对首批加工情况进行调查、分析和研究，投入400件，超差品181件，报废19件，合格率仅为50%。
按照原来的加工方法，先镗右端内腔及环槽，再调头车削左端圆台，夹持零件右端外圆时零件已经变形，然后用和圆台同样大小的圆环将零件小端面压紧在芯轴上，接触面小，在加工过程中旋转，零件跳动量大，装夹不牢靠。
一部分零件端面压伤，还有外圆加工成椭圆，同轴度、垂直度无法满足要求。
五、装夹方法的改进
（1）薄壁套类零件的加工分析
对于薄壁零件的加工，如果采用普通装夹方法，会产生很大的变形，无法保证加工精度。
薄壁零件加工，改进装夹方式，根据零件的结构特点制定合适、有效的装夹措施：a、采用工艺夹头装夹车削时在坯料上预留一定的夹持长度，在工件完成内孔、外圆及端面的加工后切掉，单边留余量0.5mm，然后去应力时效。
这样不但防止了工件产生太大变形，而且保证了内孔、外圆及端面间的位置精度。
b、通过增加夹压点或夹压面积减小零件的变形或使变形均匀化。
将零件的每一个点的夹紧力保持均衡，就是增大零件的装夹接触面，就能有效的减少零件
的变形量。
采用软爪来装夹工件，既简单，又经济，是一种方便有效的装夹方式。
c、增设辅助支承，以增强工件的刚性。
变径向夹紧为轴向夹紧，使夹紧力作用在刚度较大的轴向，避免了径向发生大的变形。
（2）车工夹具结构设计
外圆留较大的余量，采用软爪装夹外圆，先加工内孔、圆台和一个环槽端面；圆环与工件内腔壁充分接触，从而把零件撑紧，消除了径向间隙，提高了定位精度，这时零件与夹具组成一个刚性整体，再用软爪夹紧零件外圆加工左端面圆台和环槽时就不会发生变形了，利用压紧工艺凸台来固定工件，既改变了夹紧力对工件变形的影响，又起到支撑作用和吸附作用，对防止、抑制切削过程中的切削振动很有帮助；在第三道工序中采用夹具装夹工件加工外圆。
该夹具的芯轴上装上此前使用的圆环，拧动螺母，使其向左移动时，圆环给工件一个轴向力，在芯轴上加工出槽让位，轴向力推动工件紧紧接触芯轴端面，而芯轴外圆和端面是一次加工出来的，垂直度高，然后车削外圆台阶和端面。
该夹具使夹紧力作用在工件的左端面上，增大了接触面，减小了工件因变形而产生的加工误差，很好地保证了内外圆的同轴度要求和内孔与端面的垂直度要求。
五、使用效果
第二批投入200件，全部合格。
通过实际切削加工表明，用新设计的夹具装夹，零件变形较小，零件的同轴度、垂直度及各项尺寸的要求都能够得以保证。
刀具几何参数及切削用量的选择也较为合理，工件的各项要求均有明显的提高。
该夹具成功解决了薄壁套类零件在加工过程中容易变形的难题，降低了此类零件的废品率，提高了生产效率。
六、结论
薄壁套类零件的刚性差，强度低等特点，在机械加工中容易产生变形和振动，影响零件的尺寸精度，形位精度和表面粗糙度。
本文针对薄壁套类零件自身特点，结合不同的装夹方案，提出了对薄壁套类零件装夹的改进措施，极大提高了产品的合格率。
参考文献
[1] 黄婷,曹新民,卢永任等. 套类零件在车床镗孔中的加工误差分析[J].装备制造技术.2009.
[2] 王建中,陈陆帮. 薄壁类零件车削加工工艺方法[J].新技术新工艺.2010.
[3] 王骞. 薄壁锥套类零件车削加工工装的设计[J].金属加工(冷加工).2009.
[4] 王道林. 面向套类零件的成组夹具设计[J].机床与液压.2012.
[5] 雷奋红. 薄壁零件加工装夹方法及车削加工技巧[J]. 金属加工(冷加工).2011
[6] 陈巧雨. 典型薄壁套零件的加工[J].机械工程师.2011.
[7] 刘廷. 薄壁套工件加工方法探讨[J].包头职业技术学院学报.2011.
[8] 孙习武,褚学宁, 苏於梁等. 薄壁盘套类零件的装夹规划算法[J].上海交通大学学报.2011.。