车削锥形薄壁零件实例分析
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【摘要】薄壁零件是机械加工中的一个难题，而锥形薄壁零件的加工难度更大，本文通过一个实例，结合车削时所用的刀具、机床参数及车削工艺来解决锥形薄壁零件的车削难题，以保证该类零件车削后能达到图纸要求。选择合适的装夹方法可有效减小因装夹产生的变形，运用合理的刀具进行车削可避免切削变形，选择最优化的切削参数及配合较强的冷却效果可最大限度地控制振动变形和受热变形，同时在切削前给工件加装一些防震橡胶也可减小振动变形。
薄壁零件因其质量轻、用料小、结构紧凑等特点广泛应用于各工业机械产品，而某些特定行业需要一些锥形薄壁零件以达到该设备（装备）的使用要求。本文就一锥形薄壁零件（如图1所示）为例，详细分析其车削工艺。
1.零件的毛坯、材料及技术要求
零件的毛坯为铸钢件，外形轮廓与图1相似，各部分加工余量均为30mm左右，铸件材料为ZG310-570。零件硬度要求为HRC32-36。
2.零件的加工难点
由于该零件的壁厚仅仅为9mm，所以具有薄壁零件所有的加工不利因素，诸如装夹变形、切削变形、振动变形及受热变形。同时该零件长度较大，尤其是锥孔，需要用较长的镗刀杆装夹镗刀来车削，极易产生比较大的振动，从而影响零件的精度及表面光洁度。
3.零件的粗加工
用型号为CW6280B普通车床，四爪单动卡盘撑毛坯内孔，找正。钻中心孔，尾座装上合适的顶尖，采用一夹一顶方式装夹粗车外圆，由于该零件较长，如果采用整体进刀的方法会加剧零件的振动，从而产生崩刀的可能，所以采用左右进刀，中间接刀的方法车削。首先选用机夹刀具去铸造黑皮，参数选择：主轴转速为30r/min，吃刀量为4mm，进给量为0.15mm/r，去掉黑皮后主轴转速增大到100r/min，吃刀量参数不变进给量为0.2mm/r，按工艺要求车削到量即可，同时车出工艺夹头。然后调头用四爪单动卡盘夹工艺夹头粗车内孔，此时选用普通焊接刀具车削铸造黑皮，参数选择：主轴转速为30r/min，吃刀量为2mm，进给量为0.15mm/r，去掉黑皮后主轴转速增大到70r/min，吃刀量不变，进给量为0.2mm/r，车削到量停止。由于粗加工留有余量较大，可不考虑装夹、切削及受热变形的影响因素。
4.零件的精加工
用型号为CKA6163数控车床进行零件的精加工。首先加工内孔锥面，用四爪单动卡盘夹持外圆工艺卡位，找正后用10mm厚的橡胶垫将外锥面包裹，可有效防止振动变形。同时采用左右接刀的方法车削内锥面，尽量消除切削及振动变形。用机夹刀具加工，参数选择：主轴转速为150r/min，吃刀量为0.5mm，进给量为0.15mm/r，切削液的流量增到最大，避免受热变形，此时需加工到图纸要求尺寸。内孔锥面及各倒角车削完成后，调头进行外锥面的车削。用四爪单动卡盘撑φ314内孔，车削φ102外圆至尺寸，尾端用顶尖顶住，然后用开始车削外锥面至图纸要求，车削外锥面是同样需要左右接刀，选用机夹刀具加工，参数选择：主轴转速为150r/min，吃刀量为0.5mm，进给量为0.2mm/r，按图纸要求车削完成。如果车削外锥面时采用左右接刀得方法仍然不能消除振动，需要在内锥孔塞满橡胶或其它减震的物品。
5.结论
选择合适的装夹方法可有效减小因装夹产生的变形，运用合理的刀具进行车削可避免切削变形，选择最优化的切削参数及配合较强的冷却效果可最大限度地控制振动变形和受热变形，同时在切削前给工件加装一些防震橡胶也可减小振动变形。
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