论文《薄壁套筒加工工艺探索》-仁创编译转载

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　　关键词：大型养路机械;薄壁套筒;磨削工艺;加工变形

　　在对薄壁套筒类零件进行加工时,装夹过程中极容易因夹持力和应力释放导致零件发生变形，造成产品外观、尺寸或形位公差等项点难以满足图纸要求。为克服此类加工问题，工艺人员通过合理安排加工路线和工装设计等方法成功解决了该加工难题。

　　1零件结构及工艺分析

　　图1所示为某种在制产品，属于典型薄壁套筒类零件。该零件材质为40Cr,要求表面淬火硬度不小于50HRC,外圆粗糙度RaW0.4pim,内孔粗糙度RaW1.6pm，尺寸公差为0184.2;需mm。根据零件图纸要求，外圆表面RaW0.4“m,需采用磨削的工艺，内孔理论上可采用车削或磨削的加工方式，但均需考虑合理的装夹方式，减少工件变形。

　　2加工策略

　　21工艺路线设计

　　根据以上分析，拟定两种工艺路线，如图2所示。工艺路线(1)采用精车的方式保证内孔尺寸公差，理论上可以达到要求，但是在实际加工过程中由于工件硬度高、车削力大、工件壁薄等因素的影响，会形成明显车削振纹，粗糙度较差，也难以保证内孔尺寸精度，需对方案进一步修订;工艺路线(2)淬火后以磨削方式加工内孔.粗糙度和加工精度均易于保证，此方案可行。

　　2.2内孔磨削加工工艺工艺路线

　　(2)在淬火后精车零件外圆和内孔至工艺尺寸(留磨削余量)，通过专用工装磨削内孔，最后以芯轴定位磨削外圆，该工艺的核心在于内孔磨削工装的设计和使用。常见的方式通常采用开口套径向夹持工件外圆进行磨削加工内孔，其结构原理如图3所示。薄壁零件装在开口套内部，三爪卡盘对开口套直接施加作用力F使开口套向内收缩，从而夹紧内部零件。此种方式避免了卡盘直接对加工零件施加作用力，可以在一定程度上减小零件变形。但是，在实际加工中难以准确控制夹紧力F大小.F过小会使零件发生相对转动，F过大会使零件发生弹性变形，影响加工精度。因此，需改变装夹方式，提高可靠性。考虑到径向夹持造成的弹性变形影响，提出了端面夹紧的设计思路，如图4所示。将工装内孔和工件外圆采用小间隙的基孔制配合，通过螺栓连接压紧套筒端面，由于是间隙配合，这样避免了卡盘压力对工件造成的变形影响。

　　3理论验证

　　为保证内孔加工精度，需保证工件在工装内部不会发生相对滑动。工装采用&8级M16普通螺栓，取拧紧力矩7=193N・m,K=0.18,d=16mm,“=0.1,得摩擦力F=6701N,远大于磨削力，因此工件在磨削加工时不会与工装发生相对滑动，工装理论上可行。

　　4试验验证

　　采用以上工艺路线和工装进行加工试验，并用内径千分尺进行检测。每个零件在同一水平面D上取3个正交截面S测量内孔直径，如图5所示。所得每组6个数值取平均值，见表1从表1中数据可以看出，采用以上工艺方法加工的产品尺寸完全能够满足图纸要求，加工质量稳定、可靠。

　　5结束语

　　薄壁套筒看似简单，但在实际加工过程中，此种套筒的变形控制很难，内孔超差导致报废的现象非常严重。本文介绍的加工路线和加工工装对此类产品的生产加工起到了一定借鉴作用，具有一定现实意义。

　　作者：李春林 张磊 刘明 单位：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司

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