薄壁深孔零件的车削加工

薄壁深孔件是数控车削加工中存在刚性差，强度弱，易变形，不易保证加工质量的难题。本文从图纸分析，工艺的编排，夹具、刀具及设备的选用等方面，完整介绍薄壁深孔零件伸缩筒的车削加工的整个过程，为解决以上难题提供了很好的依据及借鉴。

一、薄壁深孔不规则盲孔零件图纸分析

结合图1伸缩筒成品及图2伸缩筒图纸作出如下分析：

（1）薄壁装夹受力易变形。伸缩筒为薄壁深孔筒状盲孔零件，最薄壁厚单边只有1.4mm；外圆上有凸台带键槽，键槽内6-Ф80+0.1mm孔，厚度不均匀，而且盲孔排屑困难。常规夹具装夹受易变形，控制尺寸。

（2）伸缩筒带外圆凸台，装夹难。车加工时三爪卡盘装夹会与伸缩筒上的外圆上凸台产生干涉。如果用四爪装夹零件的精度很难保证，且校正费时。

（3）工序内容多，重复装夹。伸缩筒的加工工序内容多，多次装夹必定带来装夹误差，耗时长，效率低。这与要求相矛盾。如25.4×178mm，内孔有0.1mm公差，光洁度要求为1.6，用数控车加工可以考虑用绞刀来加工。

整个伸缩筒结构是薄壁孔深且是盲孔的不规则零件，主要选用数控车，铣床辅助。加工要综合考虑加工工艺的编排、夹具、刀具、设备的选用等。

二、加工工艺过程

据现有的加工条件和伸缩筒加工内容，在数车上加工工艺过程见表1：

加工工艺说明：

（1）为了发挥数控车床的优势和零件的尺寸统一，在车床的主S套筒里面放一个定位心轴，以零件的端面作为定位，这样加工每个零件时不用每次对Z轴的刀尖。

（2）钻孔时钻头安装在尾座，工件在卡盘。钻孔时为了保证178长度0.1mm的公差，在车床的中拖板上放置一个百分表，尾座套筒上安装一个定位板，当钻头钻到178深度时把中拖板上的百分表碰到定位板，百分表调零，以后每件钻孔当定位板一碰到百分表零位时就退出钻头，从而保证长度公差。

（3）在车削时使用适当的冷却液（如乳化油），能增加表面光洁度，使加工表面更好地减少受热变形。

三、车床夹具设计、制造、使用

1.车床夹具设计图（见图3）

根据加工设备和伸缩筒的结构特点，结合上表的加工艺过程，主要设计以下夹具：

此夹具类似软卡爪。车床采用径向夹紧时，采用增大伸缩筒受力面积、增强刚性。另外开口16 mm解决车床装夹干涉问题。夹具用线切割制作，完全能满足图纸±0.1mm公差要求。

2.夹具制造

①把做软卡爪的轴车成二阶台阶，把40mm的一端在车床夹紧，50mm顶住卡爪，如图4所示。

②把整个卡盘和台阶轴焊接在一起，钻中间通孔10mm。

③按设计图纸3尺寸，用线切割割成三份，制作成软卡爪，注意避开凸台12.5 mm的位置。这样做出整个夹具是卡盘和软卡爪是一体的，保证同轴度。

3.车床夹具的使用（可加工工序内容与数车相关内容）

本夹具使用见图5。装夹时把伸缩筒凸台对着最大缺口16mm方向装夹，很好解决了直接用三爪装夹干涉和受力变形的问题，且增加刚性，定位精度达到0.02左右的同轴度。零件装夹迅速不用校正，精度高，效率高，质量保证。例如加工工序内容3、8还可以做到一次装夹加工多项内容。

四、刀具的选用

1.内镗孔刀采用机夹刀，缩短换刀时间，无需刃磨，具有较好的刚性，减少振动变形和防止产生振纹。

2.外圆粗、精车均选用硬质合金90°车刀。

3.螺纹刀选用机夹刀，刀尖角度标准，磨损时易于更换。

4.铝材料比较软，所以刀具尽量选用前角大、刀尖圆角小的刀片。

五、数铣完成的工序

1.数控铣夹具

见图6，把夹具按伸缩筒的外形需要加工成A、B两块，可以组合或单块使用，横放、竖放（见图7、图8）都可以。

2.数控铣夹具的使用

见图6，水平横放固定平口钳上，校正水平。平口钳一侧装一铁条以螺纹尾端面定长度位置。松开钳口，把伸缩筒凸台紧贴夹具A的6.25尺寸基准面位置，保持水平夹紧加工。此工装用加工中心可以一次装夹完成数车加工完后余下的工序内容。钻尾部2.2也可用数控铣床。此工装定位准确，精度高，效率高，操作劳动强度低。

经过生产实践，薄壁深孔筒零件加工虽难，用数车削加工并制作相应夹具，联合数铣完成成品。设备成本降低，保证质量，还提高了劳动生产率，取得了良好的经济效益，为日后生产提供了很好的依据及借鉴。