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摘要： 在车削时因为薄壁零件的壁厚度还不到孔径的1/15，所以装夹非常的困难，非常容易出现震动和热变形的情况，零件的尺寸、形位精度以及表面的粗糙程度都会受到影响。讨论了薄壁零件的加工办法，并对实际加工工艺进行了分析。装夹零件可以使用液性塑料定心夹具来进行，这样可以降低零件变形的概率，从而对薄壁零件的加工精度进行确定，并使薄壁零件满足最初的设计标准和使用要求。
关键词：薄壁零件；加工；分析
在现代五金制造行业薄壁零件得到了广泛使用，而防止变形是对薄壁零件进行车削加工过程中的关键，在实际车削过程中导致零件出现变形的主要原因有切削力度、夹紧力度、切削热、定位过程中产生误差以及加工零件弹性出现了变形等等，其中夹紧力度和切削力度是对零件加工精度影响最大的两个因素。由此可以看出对切削用量进行科学合理的选择、对刀具的几何角度进行科学确定以及减少对零件的切削力度和切削热的重要性，降低零件变形的有效方式就是对夹紧方法以及夹紧力度的大小进行改变。
1通过车削对薄壁零件进行加工
1.1加工方法
1.1.1提高辅助支承面
对薄壁零件进行车削时的刚性以及减小变形可以通过辅助支承面来提升。
1.1.2对夹紧力方向和着力点进行改变
夹紧力的方向应该选择在可以降低夹紧力的部位。例如套类的薄壁零件可以将纵向夹紧力改为横向夹紧力。而圆盘类的薄壁零件可以将横向夹紧力改为纵向夹紧力。当薄壁零件纵向和横向的刚性都比较差时，要保持夹紧力和切削力方向一致，这也是将小夹紧力改为大夹紧力的有效方法。支撑点的正对面和切削力部位周围应该是夹紧力的着力点，可降低发生变形的概率。
1.1.3夹紧力机构
可以使均匀夹紧力机构替换局部夹紧力机构，可以选择大面软爪、扇形软爪以及开缝套筒和液性塑料定心夹具来进行，从而降低变形的发生概率。
1.1.4分离粗、精加工
当对粗、精加工过程中使用同一种夹具的时候，由于粗加工的余量大，因此需要比较大的切削力度，更需要很大的夹紧力度。而精加工和粗加工正好相反，其余量小，切削深度也小，因此也不需要太大的夹紧力度。对夹紧装置的夹紧力度可以进行相应减小，从而可以减小由于夹紧力而导致的变形，并使加工精度得到提高。
1.1.5增添工艺加强筋
在对薄壁零件进行加工时，可以对夹紧部位进行设计并铸造出工艺加强筋，从而减少夹紧变形的发生几率，在加工过程中提高精度。
1.2刀具选用
在对薄壁零件进行车削加工时，刀具的主偏角一定要控制好，并且刃倾角要取正值，刀具的刀刃必须要打磨锋利，但是刃磨负倒棱的过程中力度一定要轻。在加工零件过程中通常取刀具前后角的最大值。
1.3切削用量选择
刚性差、容易变形是薄壁零件主要特点，因此在车削过程中应该按照同种材料的切削深度和进给量来进行选择，取其最小值。在对车削速度取正常值的时候，薄壁零件的变形程度会受到所产生的切削温度的直接影响，在车削过程中必须要对冷却润滑液进行充分使用，以此来减少切削温度对薄壁零件加工精度所造成的影响。
2加工实例
2.1车削加工薄壁衬套及组合体
液性塑料自动定心夹具组合件（图1），其主要有底座和衬套（图2）两组分组成，车削加工主要保证零件的精度。使用45号钢锻件作为底座毛坯，33-38为淬火洛氏硬度（HRC）。薄壁零件包括衬套在内，40Cr钢锻件为毛坯，38-42为淬火洛氏硬度（HRC）。图3展示的为衬套粗加工。
2.2工艺分析
对组合件的技术要求比较高，薄壁衬套的直径为200毫米，对底座外圆基准面M的径向跳动为0.01毫米，底座平面F、D的平行度为0.01毫米。由于受到结构的限制，只能通过车削方式来对其进行加工，对于车削加工来说0.01毫米的精度误差技术要求比较高。0.2毫米为薄壁衬套的壁厚，车削加工可以保证尺寸的精度。
为了确保组合件能够正常使用，精车加工保证底座的精度。对衬套的内腔以及配合尺寸进行精加工之后，要使用热压的方法，将衬套压入底座中，并将液性塑料填入其中，再为其安装上相关的零件。最后为花盘夹上相对应的组合件，精车底座平面F与直径200毫米的外圆来满足图纸要求，刀具要选择YW1硬质合金刀片使用。
锻造毛坯、正火、粗车、淬火以及精加工属于薄壁衬套加工的工艺步骤。而锻造毛坯、正火、粗加工、以及其他机械加工、淬火精加工等属于底座加工的工艺步骤。热压组合件、精加工为组合件的加工工艺步骤。
在对薄壁衬套零件进行车削加工过程中，应该将粗加工和精加工分开进行。在粗加工的过程中可以分两次装夹，先加工端面和外圈，再加工内孔。为了避免在淬火的过程中发生变形，因此不用对内孔腔槽进行加工，在淬火之后可对其进行一次性安装并通过精加工完成。半精加工需要在精加工之前进行，以此来提高加工精度。由于衬套和底座在安装配置过程中过盈量比较大，因此在对衬套安装配置完成之后要需要再进行精加工，所以，在对衬套进行粗加工的过程中，可以对其外径适当的留出一些进行精加工的余量，以此来加强衬套薄壁的强度，不然的话会造成液性塑料心轴出现膨胀不均匀的现象，从而对其使用性能产生影响。
2.3车削加工工艺及流程
2.3.1车削薄壁衬套零件
（1）首先使粗加工。三爪卡盘夹持毛坯，粗加工达到尺寸标准。
（2）然后进行热处理。淬火。
（3）最后进行精加工。用四爪卡盘装夹，对其各个表面进行精加工。
其具体步骤就是对内孔、断面以及内孔形腔进行半精加工，加零件的卡爪不宜过紧，在对内孔形腔、外圆以及断面的各个尺寸进行精加工。在对零件进行精加工之后一定要保证壁厚差。
2.3.2车削组合件
在底座上安装衬套热压，并给底座灌注上液性塑料。当液性塑料冷却之后将柱塞安装上，拧紧螺钉，但是不能拧的太紧，就是为了防止薄壁衬套出现外胀的情况。
2.4工艺措施
2.4.1选择合理的切削用量
（1）薄壁零件在铣削过程中有很多因素会导致其发生变形。切削零件时的切削力度，切削过程中零件对刀具所产生的阻碍作用会导致其发生弹性变形和塑性变形，当被切削区温度升高之后还会发生热变形。
（2）切削力度和切削用量有很大的关系。从《金属切削原理》中可以得知，切削用量的三要素包括背吃刀量、进给量以及切削速度。
①在背吃刀量和进给量同时增大的时候，切削力度也会加强，会导致工件严重变形，特别不利于铣削薄壁零件。
②要降低背吃刀量，就要增加进给量，虽然会降低切削力度，但是会加大工件表面的参与面积，表面粗糙度值大，强度不高的薄壁零件的内应力就会相应增加，因此同样也会造成零件变形。
因此在对零件进行粗加工的过程中，背吃刀量和进给量可以加大一些；对零件进行精加工的过程中，背吃刀量一般在0.1-0.3毫米，而进给量一般在0.02-0.04毫米，甚至是更小，主轴转速每分钟维持在12000-24000转，在进行精铣时一定要增强切削的速度。切削力可以通过合理的选择三要素来降低，从而降低零件发生变形的几率。
3结束语
质量小、结构紧凑是薄壁零件的特点，在机械架空、航空设备领域得到广泛使用，尤其是在五金制造业中对其进行车削加工非常重要。因此一定要选择合理的刀具，对操作步骤进行优化，完全可以在加工薄壁零件的同时保证零件加工后不变形和达到精度标准的要求。本文对薄壁零件的加工方法采取了实例分析，以供参考。
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论文作者:杨靓,赵在柱,王小伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/19
标签：薄壁论文; 零件论文; 加工论文; 衬套论文; 过程中论文; 粗加工论文; 力度论文; 《电力设备》2018年第16期论文;