2012第2期总第207期现代制造技术与装备1概述高强度结构的金属薄壳零件已较广泛的应用在各工业部部门，为了适用薄壁零件加工的需要，机械制造业正朝着“无切削或少切削”方向发展，如采用板材进行冲压、滚压、焊接等工艺，可以节省钢材、动力、机床设备和加工工时，达到质量好、产量高和成本低的要求。
但是，毕竟有一些薄壁零件的结构不能采用冲压、滚压、焊接等工艺来代替，如具有形状复杂的环形横截面零件，只能采用车削方法。
对于这一类环形零件的车削加工，因其结构单薄，零件尺寸较大，环形截面复杂和材料切削性较差（如高温合金、铝合金等），因此难以保证一定的加工精度和提高劳动生产率。
车削薄壁零件的主要问题是变形，而产生变形的主要原因是切削力和夹紧力。
薄壁套类零件刚性低，在夹紧力和切削力作用下非常容易产生变形，导致吃刀深度不均和让刀现象。
另外，薄壁套类零件金属体积小，总的热容量小，薄壁套类零件的温度容易升高和变形，使加工后的零件出现形状和尺寸误差。
减少切削力、切削热的方法是：合理的选择切削用量、合理的选择刀具几何角度、合理的选择刀具材料和冷却润滑液等；改善或改变夹紧力对零件的作用。
2加工薄壁零件在夹具上所采取的措施2.1将局部夹紧力机构改成均匀夹紧力机构图1（a）是用三爪卡盘夹紧薄壁工件，图1（b）是在夹紧变形的情况下，分几次走刀逐渐减少吃刀深度车出了内孔，保证了内孔的圆度，但壁厚不均匀。
图1（c）是从三爪卡盘中取出薄壁套后，夹紧力消失后薄壁套外圆恢复为圆形，而内孔则变成了棱圆，棱圆形的特点是虽然看上去不像圆形，但各处的直径尺寸相同，棱圆的孔会影响其和轴的装配。
针对以上可能产生的问题，介绍一下减少变形的方法。
（1）采用开口套用开口套改变三爪卡盘的三点接触为整圆抱紧，三爪卡盘夹持开口套使其变形并均匀地抱紧薄壁工件后，再车削内孔。
在可能的条件下，开口套的壁厚可以厚一点。
注意在夹持开口夹套时要使开口在两夹爪的中间位置。
如图2。
（2）采用弧形软爪改装卡盘的三爪，在通用的三爪上焊接弧形软爪，增大夹持面积，使夹紧力均匀分布在工件上，可以有效减少薄壁套的夹紧变形。
保证软卡爪内弧与薄壁工件外径相等，并保证软卡爪具有足够的刚度。
如图3所示。
2.2增加辅助支承面加强薄壁零件在车削时的刚性，在工件的夹紧部位特制工艺肋，使夹紧力作用在工艺肋上，以减少夹紧力引起的变形。
如图4所示。
薄壁零件的车削加工吕凤环（青岛纺织机械股份有限公司，青岛266042）摘要：通过对薄壁类零件特性分析，在零件加工时，夹具及在加工过程中采取措施，来保证薄壁零件加工的各项技术要求。
关键词：薄壁零件夹具夹持变形（a）薄壁套毛坯装夹后（b）薄壁套内孔车完后（c）从卡盘中取出后图1夹紧力对薄壁套变形的影响1.三抓卡盘；2.开口套；3.薄壁套工件图2开口套的使用图3软形卡抓夹持薄壁套1.焊接弧形软爪；2.薄壁套工件362.3改变夹紧力的作用点（部位）由零件刚性较弱处移至刚性较强的部位，以改善夹紧力作用点来减少薄壁零件的变形。
图5为加工合金的材料，环形直径较大，其薄壁处厚度为4mm 的零件的夹具示意图。
所示的夹具说明了夹紧元件角度的改变，使夹紧力的作用点从零件刚性较弱的部位移至刚性较强的部位，从而减少零件的变形，保证了加工精度的要求。
图5-（a ）所示的夹具的夹紧机构，当拧紧螺钉1时，压紧圈2便沿着斜面将零件夹紧，但夹紧力P 正压向零件刚性较差的薄壁部分，使零件变形加剧，难以保证加工精度。
如将夹紧机构改成如图5-（b ）所示的结构，则使夹紧力P 的作用点移至零件刚性较好的轮辐处，零件变形减小，保证了加工精度。
2.4采用心轴夹紧当车薄壁套的外圆时，有效防止薄壁套变形的方法是采用心轴定位，使夹紧力沿着刚性较好的轴线方向分布，如果薄壁套有阶梯孔，心轴也相应作成阶梯心轴，防止夹装变形。
如图6所示。
2.5采用真空吸附夹具有些零件的壁厚很薄，用卡爪夹持的方法，不能控制其变形，可采用真空吸附夹具，其条件是零件没有通孔。
夹具结构图见图7和图8。
图7是加工外圆和端面的装夹示意图，图8是加工内孔和底面的装夹示意图。
图中，夹具的外圆（或内孔）尺寸要与工件的尺寸相一致，间隙控制适当。
工件放入夹具后，打开控制阀，真空泵就将工件与夹具配合面之间的空气抽走，工件靠大气压吸附在夹具上，真空度越高，吸附力就越大。
然后就可以按设定的程序对工件的加工部位进行加工。
加工结束后，将控制阀换向，外界空气进入夹具与工件的内腔，将工件取下，如此循环。
用真空吸附夹具需配一套真空泵装置，另外，根据零件尺寸要设计专用夹具。
3加工薄壁零件在车削时所采取的措施3.1合理选择车刀材料及其几何参数（1）易选用较大的主偏角，外圆精车刀90~93，内孔精车刀60°左右。
（2）适当增大副偏角，减少摩擦，降低车削热，外圆精车刀15°左右，内孔精车刀30°左右。
（3）前角的选择，主要决定于被切材料的性能。
应尽图5车削盘形零件用的夹具示意图（a ）（b ）图6心轴定位轴向夹紧薄壁套1.三爪卡盘；2.心轴；3.薄壁套；4.压盘 1.控制阀；2.配气阀；3.主轴阀；4.主轴；5.管接头；6.夹具；7.密封圈；8.工件图71.控制阀；2.配气阀；3.主轴箱；4.主轴；5.管接头；6.夹具；7.密封圈；8.工件图81234工艺与装备372012第2期总第207期现代制造技术与装备（上接第16页）定为管道泄漏、盗油高风险点。
并且，与试验管道比较可知（见图1），管道异常变化明显位置恰为盗油点位置。
试验结果表明，将高精度埋地管道外防腐层破损点检测技术与管体剩余平均壁厚检测技术相结合，可以精确定位埋地管道泄漏、盗油点，定位精度在±1.0m 量级，完全可以满足现场检测需要。
2结论修正后的交流电压梯度检测数据可以用于准确评定埋地管道外防腐层破损等级，为划分泄漏点、盗油气点管体检测管段提供数据支持；连续式管道剩余平均壁厚检测技术则可检出埋地管道剩余平均壁厚异常变化；两种检测技术相结合，可以进行埋地管道泄漏点定位，定位精度约为±1.0m 。
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外圆精车刀14~16°，内孔精车刀35°左右。
（4）后角不易过大，以减少工件加工中的振动，一般以14~16°为好。
（5）前角适当增大一般为25~35°。
（6）刃倾角根据加工性质选择，增大刃倾角可使车刀实际切削前角增大、实际切削刃口圆弧半径减少，对提高刀具的锋利程度有利。
（7）刀尖圆弧半径及修光刃均选用较小值，减小工件加工中的振动。
3.2减少切削用量，减小吃刀深度、进给量和切削速度，对于余量较大的工件，分粗、精车，适当增加走刀次数，可以有效避免薄壁工件变形。
3.3合理选择切削液选择比热容大、黏度小、流动性好的切削液，就可以吸收大量的热量，从而降低切削温度，减小薄壁套工件的变形。
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