因?yàn)榫哂兄亓枯p、節(jié)約材料、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，薄壁零件已日益廣泛地應(yīng)用在各工業(yè)部門。但薄壁零件的加工是比較棘手的，原因是薄壁零件剛性差、強(qiáng)度弱，在加工中極容易變形，不易保證零件的加工質(zhì)量。如何提高薄壁零件的加工精度將是業(yè)界越來(lái)越關(guān)心的話題。
薄壁零件的加工問(wèn)題，一直是較難解決的。薄壁件目前一般采用數(shù)控車削的方式進(jìn)行加工，為此要對(duì)工件的裝夾、刀具幾何參數(shù)、程序的編制等方面進(jìn)行試驗(yàn)，從而有效地克服了薄壁零件加工過(guò)程中出現(xiàn)的變形，保證加工精度。影響薄壁零件加工精度的因素有很多，但歸納直來(lái)主要有以下三個(gè)方面：
因工件壁薄，在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度，如圖1所示。受熱變
因工件較薄，切削熱會(huì)引起工件熱變形，使工件尺寸難于控制。振動(dòng)變形
在切削力(特別是徑向切削力)的作用下，很容易產(chǎn)生振動(dòng)和變形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置精度和表面粗糙度。
既然影響薄壁件加工精的因素找到了，那么我們將如何提高薄壁零件的加工精度呢？接下來(lái)筆者將通過(guò)具體實(shí)例來(lái)介紹提高薄壁件加工精度和效率的措施。
圖2所示的薄壁零件，是我校用數(shù)控車床對(duì)外加工產(chǎn)品中難度較大的零件。采用的設(shè)備是配備了廣州數(shù)控系統(tǒng)GSK980T的數(shù)控車床。為了提高產(chǎn)品的合格率，我們從工件的裝夾、刀具幾何參數(shù)、程序的編制等方面進(jìn)行綜合考慮，實(shí)踐證明，有效提高了零件的精度，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
從零件圖樣要求及材料來(lái)看，加工此零件的難度主要有兩點(diǎn)：
因?yàn)槭潜”诹慵菁y部分厚度僅有4mm，材料為45號(hào)鋼，而且批量較大，既要考慮如何保證工件在加工時(shí)的定位精度，又要考慮裝夾方便、可靠。通常的車削都是用三爪卡盤夾持外圓或撐內(nèi)孔的裝夾方法來(lái)加工，但此零件較薄，車削受力點(diǎn)與加緊力作用點(diǎn)相對(duì)較遠(yuǎn)，而且還需車削M24螺紋，受力很大，剛性不足，容易引起晃動(dòng)，因此要充分考慮如何裝夾定位的問(wèn)題。 螺紋加工部分厚度只有4mm，而且精度要求較高。
目前廣州數(shù)控系統(tǒng)GSK980T螺紋編程指令有G32、G92、G76。G32是簡(jiǎn)單螺紋切削，顯然不適合。G92螺紋切削循環(huán)采用直進(jìn)式進(jìn)刀方式，如圖3所示，刀具兩側(cè)刃同時(shí)切削工件，切削力較大，而且排削困難，在切削時(shí)兩切削刃容易磨損，在切削螺距較大的螺紋時(shí)，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差，但由其加工的牙形精度較高。G76螺紋切削循環(huán)采用斜進(jìn)式進(jìn)刀方式，如圖4所示，單側(cè)刀刃切削工件，刀刃容易損傷和磨損，但加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較差。
從以上對(duì)比可以看出，只簡(jiǎn)單利用一個(gè)指令進(jìn)行車削螺紋是不夠完善的，采用G92、G76混用進(jìn)行編程，即先用G76進(jìn)行螺紋粗加工，再用G92進(jìn)精加工的方式在薄壁螺紋加工中將有兩大優(yōu)點(diǎn)：一方面可以避免因切削量大而產(chǎn)生的薄壁變形；另一方面能夠保證螺紋加工的精度。
由于工件壁薄，剛性較差，如果采用常規(guī)方法裝夾，工件將會(huì)受到軸向切削力和熱變形的影響出現(xiàn)彎曲變形，很難達(dá)到技術(shù)要求。為解決此問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)出了一套適合上面零件的加工的專用夾具，如圖5所示。
其中，件1為夾具主體，材料為45號(hào)鋼，左端被夾持直徑為80mm，可用來(lái)夾持工件的內(nèi)孔直徑范圍為20～30mm；件2為拉桿，材料為45號(hào)鋼，直徑為21mm，它剛好與薄片工件上的φ21孔對(duì)應(yīng)配合，使工件在夾具中定位及傳遞切削力；件3為已加工完左端面和內(nèi)孔的工件，裝夾時(shí)要注意工件與夾具體1的軸向夾緊配合。小溝槽是在工件調(diào)頭裝夾后，為方便控制總長(zhǎng)度而設(shè)計(jì)的，尺寸為5mm×2mm。
加工步驟選定
裝夾毛坯15mm長(zhǎng)，平端面至加工要求；
用f18鉆頭鉆通孔，粗、精加工f21通孔；
粗、精加工f48外圓，加工長(zhǎng)度大于3mm至尺寸要求；
調(diào)頭，利用夾具如圖2所示裝夾，控制總長(zhǎng)尺寸35mm平端面；
加工螺紋外圓尺寸至f23.805； 利用G76、G92混合編程進(jìn)行螺紋加工； 拆卸工件，完成加工。
五、切削用量選擇
內(nèi)孔粗車時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為500～600r/min，進(jìn)給速度F100～F150，留精車余量0.2～0.3mm； 內(nèi)孔精車時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為1100～1200 r/min，為取得較好的表面粗糙度選用較低的進(jìn)給速度F30～F45，采用一次走刀加工完成； 外圓粗車時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為1100～1200 r/min，進(jìn)給速度F100～F150，留精車余量0.3～0.5mm； 外圓精車時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為1100～1200 r/min，進(jìn)給速度F30～F45，采用一次走刀加工完成。
內(nèi)鏜孔刀采用機(jī)夾刀，縮短換刀時(shí)間，無(wú)需刃磨刀具，具有較好的剛性，能減少振動(dòng)變形和防止產(chǎn)生振紋； 外圓粗、精車均選用硬質(zhì)合金90°車刀； 螺紋刀選用機(jī)夾刀，標(biāo)準(zhǔn)刀尖角度，以便磨損時(shí)易于更換。
六、加工時(shí)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)
工件要夾緊，以防在車削時(shí)打滑飛出傷人和扎刀；
在車削時(shí)使用適當(dāng)?shù)睦鋮s液(如煤油)，能減少受熱變形，使加工表面更好地達(dá)到要求；
要注意安全文明生產(chǎn)。