薄壁套零（líng）件的外圓加工方法
2021-4-21 來源：青海重（chóng）型機械製造（zào）有限公司機械加工分廠 作者： 劉學元 馮 嬌
摘要 : 通過在薄壁（bì）套內（nèi）孔填充鋸末並注水膨脹的 創新方法來提高工藝剛性，解決了車削和磨削外圓時的 振動（dòng）難題，為薄壁零件的外圓加工走出了一條新路。 薄壁套是（shì）機械加工中常遇到的難（nán）加工零件，我公司 通常采用車削和磨削兩種方法，均未達到設計圖樣要（yào）求。 為解決工藝難題，通過在薄（báo）壁套內孔填充鋸末並注水膨 脹的創新方法，提高了薄壁套的工藝剛性和加工精度， 可（kě）滿足（zú）圖（tú）樣技術（shù）要求。
1. 薄壁套結構和精度要求
加工如圖 1 所示兩種尺寸的薄壁（bì）套零件，材料為（wéi） 27SiMn 鋼。
圖 1 薄壁套結構和尺寸
2. 薄壁套加工工（gōng）藝（yì）
工件一的加工工藝路線為 : 下料→粗車→半精車→萬能（néng）磨→精 車→終檢。工件二的加工工藝（yì）路（lù）線為 : 下 料→調（diào）質粗車→半精車→終檢。 工件的加工特點（diǎn）為 : 1）工件表麵（miàn）的加工分為粗、半精和 精加工，加工時采用試切法以內孔、外（wài） 圓（yuán）互為基準，反複進行加工（gōng）。最後以內 孔為基準加工（gōng）外圓，達（dá）到圖樣技術要（yào）求（qiú）。 2）加工外圓采用工藝心軸，結構如 圖 2 所示。
3. 操作方法
具體加工操作方法如下。 1）調整機床精度達到（dào）工藝要求。 2）工件（jiàn）一（yī）加工過程 : 首（shǒu）先將工件內 孔加工至尺寸要求，外圓（yuán）按壁厚適當（dāng）留 量 ; 然（rán）後將心軸穿入孔內，填滿鋸末壓（yā）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（jiàn）二加工過程 : 將（jiāng）工件一端 車（chē）成止口，止口與法（fǎ）蘭盤配合（hé）間隙過盈 0.008~0.012mm，在（zài）工件卡頭部位內 孔、外圓處分別（bié）切 4mm×2mm 卸荷槽， 卸下工件，裝上法蘭盤 7，使工件卡頭部位成為實體狀態。工件裝夾如（rú）圖 4 所示（shì），將內孔車至尺 寸要求，外圓按壁厚（hòu）適當（dāng）留量（liàng），將心軸杆裝入孔內擰緊， 填滿鋸末壓實注水，待鋸末膨脹後，精車外圓至尺寸要求。 產（chǎn）品檢測結果見表 1。
圖 2 工藝（yì）心軸
1－注水口堵頭 2 －心軸體 3、7－法蘭盤 4、6 －密封圈 5 －工件 8 －墊（diàn）圈 9 －球墊圈（quān） 10 －螺母 11－出水口堵（dǔ）頭（tóu）
圖 3 工件一加工示意
圖 4 工件二裝夾示意
4. 填加鋸末注水膨脹法的定性分析
工藝試驗檢測（cè）結果證明（míng），填加鋸末注水膨脹法所加 工的薄壁零件完全能（néng）滿足（zú）設計圖（tú）樣的技術要（yào）求，證明此 方法可行。填加鋸末法是根據鋸末吸水後膨脹的原理， 使（shǐ）零件內孔與外圓（yuán）成（chéng）為一體，從而減（jiǎn）小零件在加工過程 中的變形。鋸末洗濕後膨（péng）脹（zhàng）率參照木材膨脹率來類推， 其纖維達到（dào）飽和點時膨脹率最大，如圖 5 所示。
由圖 5 可知，木材體積膨脹率最大， 鋸末膨脹率近似於木材體積膨（péng）脹率。利 用鋸末吸濕後膨脹這一原理，在零件加 工中起到了（le）良好的（de）效果。
圖 5 木（mù）材（cái）含水膨脹（zhàng）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，鋸 末膨脹受零件及心軸的約束，由於膨脹 力作用在零件內壁上（shàng），形成兩個分力， 即軸向力（lì）和徑向力，在這兩個力的（de）作（zuò）用 下，零件（jiàn）基本成實（shí）體狀態。徑向力在車 削加（jiā）工過程中（zhōng）可以減小 Py 力的作用，軸 向力可以減小車削過（guò）程中 Px 力的作（zuò）用。 另（lìng）一（yī）方麵，注水明顯降低了切削熱對工（gōng） 件變形的影響（xiǎng）。薄壁套外（wài）圓加工完畢後， 應打開注水口，卸載內孔壓力後，再拆卸 工（gōng）件，清洗薄壁套內孔，鋸（jù）末曬幹後可 以重複使用。
5. 結語
通過對（duì）薄壁套孔內裝入鋸末壓實注 水的（de）工藝試驗，為薄（báo）壁套的加工探索出（chū） 一種切實可行的加（jiā）工工藝方法。填鋸末 注水膨脹（zhàng）法對於單（dān）件小批（pī）量（liàng）生產尤（yóu）其（qí）經 濟實用。
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