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薄壁套零（líng）件的外圓加工方法

2021-4-21 來源：青海（hǎi）重型機械製造有限公司（sī）機械加工分廠作者：劉學元馮嬌

摘要（yào） : 通過在薄壁套內孔填充鋸末（mò）並注水膨脹的（de）創新方法來提高工藝剛性，解決了（le）車削和磨削外圓時的振動難題，為薄壁零件的外圓加工（gōng）走出（chū）了一條新路。薄壁套是機械加（jiā）工中常（cháng）遇到的難加工零件（jiàn），我公司通常采用車削和（hé）磨削（xuē）兩（liǎng）種方法，均未達到（dào）設計（jì）圖（tú）樣要求。為解決工藝難題，通過在（zài）薄壁套內孔填充鋸末並（bìng）注水膨（péng）脹（zhàng）的（de）創新方法，提高了薄壁套的工藝剛性和加工精度（dù），可滿足圖樣技術要求。

1. 薄（báo）壁套結構（gòu）和精度要求

加工如圖 1 所（suǒ）示兩種尺寸的薄壁套零件，材料（liào）為 27SiMn 鋼（gāng）。

圖 1 薄壁套結構和尺寸

2. 薄壁套加工工藝

工件一的加工工藝路線為 : 下料→粗車→半精車→萬（wàn）能磨→精（jīng）車→終檢。工件二的加工工藝路（lù）線為 : 下料→調質粗車→半精車→終檢。工（gōng）件的加工特點為 : 1）工件表麵的加工（gōng）分為粗、半精和精加工，加工（gōng）時采用試切法（fǎ）以內孔、外圓互為基準，反複進行加工。最後以內孔為基準加工（gōng）外圓，達（dá）到圖樣技術要求。 2）加工外圓采用工藝心軸，結構如圖 2 所示。

3. 操作方法

具體加工操作方法（fǎ）如下。 1）調整機床精度達到工藝要求。 2）工件一加工過程 : 首先將工件（jiàn）內孔加工至尺寸要求，外圓按壁（bì）厚適當留量 ; 然後將心軸穿入孔內，填滿鋸末壓實，找正注水後，待鋸末膨脹，精車外圓至圖樣尺寸要求，如圖 3 所示。 3）工件二加工（gōng）過程 : 將工件一端車成止口，止口與法蘭（lán）盤配合間（jiān）隙過盈（yíng） 0.008~0.012mm，在工件卡頭部位（wèi）內孔、外圓處分別切 4mm×2mm 卸（xiè）荷（hé）槽，卸下工件，裝上法蘭盤 7，使工件卡頭部位成為實體（tǐ）狀態。工件裝夾如圖 4 所示（shì），將內孔車至（zhì）尺寸要求，外圓按壁厚適當（dāng）留量，將心軸杆裝入孔內擰緊，填滿鋸（jù）末（mò）壓實注水，待鋸末膨脹後，精車外圓至尺寸要求。產品檢測結果見（jiàn）表 1。

圖 2 工藝心軸

1－注水口（kǒu）堵頭（tóu） 2 －心軸（zhóu）體 3、7－法蘭盤 4、6 －密封圈（quān） 5 －工件（jiàn） 8 －墊圈（quān） 9 －球墊圈 10 －螺母 11－出水口堵頭

圖 3 工（gōng）件一加工示意

圖 4 工件（jiàn）二裝夾示意

4. 填加（jiā）鋸末注（zhù）水膨脹法的定性分析

工藝試（shì）驗檢測結果證明，填加鋸末注水膨脹法所（suǒ）加工的薄壁零件完全能滿足設計圖樣的技術（shù）要求，證明此方（fāng）法可行（háng）。填加鋸末法是根據鋸末吸水後膨脹的原（yuán）理，使零件內孔與外圓成為（wéi）一（yī）體，從而減小零件在加工過程中的變形。鋸末洗（xǐ）濕後膨脹率參照木材膨脹率來類推，其纖維達到飽和點時膨脹率最大，如圖 5 所示。

由（yóu）圖 5 可知，木材體積膨脹率最（zuì）大，鋸末膨脹率近似於（yú）木材體積膨脹率。利（lì）用鋸末吸濕後膨（péng）脹這一原理，在零件加（jiā）工中起到了良好的效果。

圖 5　木材含水膨脹率

1－順紋　2 －徑向　3 －弦向　4 －體積膨脹

鋸末裝入零件孔內壓實注水後（hòu），鋸末（mò）膨脹受零件及心軸的約束，由於膨脹力作用在零件內壁上，形成兩個分力（lì），即軸向（xiàng）力和徑向力，在（zài）這兩個力的（de）作用下，零件基本成實體狀態。徑向力在車削加工（gōng）過程中可以減小（xiǎo） Py 力的作用，軸向力可以減小車削過程中 Px 力的作（zuò）用。另一方麵，注水明顯降低了切削熱對（duì）工件變形的影響。薄壁套外圓加工完畢（bì）後，應打開注水口，卸（xiè）載內孔壓力後，再拆卸工件，清洗薄壁套內孔（kǒng），鋸末曬幹後可以重複使用。

5. 結語

通過對薄壁套孔內裝入鋸末壓實注水的工藝試驗，為（wéi）薄（báo）壁套的加工探索出一種切實可行的（de）加工工（gōng）藝方法。填鋸末注水膨脹法對於單件（jiàn）小批量生產尤其經濟實用。

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