薄壁零件车削加工方法探讨

浅谈薄壁零件数控车工加工工艺摘要：新世纪是提倡节约能源，保护环境的时代。

薄壁零件以重量轻、节约材料和结构紧凑等优点在各个行业得以广泛应用。

然而薄壁零件由于其刚性差和强度弱，在机械加工中很容易变形，导致加工精度难以确保。

关键词：薄壁零件;数控车工;加工工艺前言文章将详细分析薄壁零件的工艺特点以及影响加工精度的因数。

通过实例分析讲解了优化零件结构、工艺设计、工装、刀具几何角度、切削参数等方面知识，进而确保了薄壁零件的数控加工精度。

1.影响薄壁零件数控加工精度的因素1.1工件的装夹工艺产生的变形无论哪种装夹方式薄壁零件的装夹工艺问题都是制造过程中的首要条件，由于薄壁零件自身的结构特点，如果夹紧力支撑点选择不当容易引起弹性变形从而影响到零件的形状精度、尺寸精度、位置精度。

此外，在加工过程中夹紧力与切削力之间力的波动效应产出耦合作用，引起残余应力的分布。

所以工件的装夹的工艺是引起零件变形不可忽视的一个重要原因。

1.2加工过程中刀具对工件的作用产生的变形加工过程中刀具对工件的作用产生的变形主要表现在两个方面首先是切削热，在加工过程中克服材料的弹性变形，塑性变形和刀具与工件之间的摩擦所做的功，大部分转化为切屑热造成各部位温度不均匀，使之产生变形。

其次是切削力，切削力不仅会引起零件的回弹变形而且还会因为切削力过大，超过零件的弹性极限会引起挤压变形。

同时在切削力的作用下容易产生振动，从而影响到加工精度。

此外刀具的几何角度以及切削用量的合理选择、走刀路径、机床的刚度以及零件的冷却等都会对精度产生影响。

2.如何提高薄壁零件的数控加工精度2.1改善零件结构的工艺性提高零件的刚性对于薄壁零件，增加工艺筋条以增强刚性，或者通过在型腔内加膜胎还可以通过填充石蜡、低熔点的合金等方法来增加零件的刚性，使之减少变形。

2.2优化装夹工艺方案不同的零件结构和加工方法对应不同的装夹工艺。

在已有的装夹工艺的基础上对其进行改进，优化设计是装夹工艺优化的基本方法。

薄壁筒类零件车削加工方法薄壁筒类零件是车削加工中典型的薄壁零件，由于壁薄刚性差，加工中容易出现变形、振刀现象，加工质量难以保证。

本文以薄壁筒类壳体零件为例，分析薄壁零件的车削加工思路与方法，进一步探讨薄壁零件的车削加工技巧。

标签：薄壁;变形;振刀;车削加工0 引言车削加工中薄壁零件是较难加工的零件，薄壁零件的刚性较差，这类零件在切削力作用下，容易引起热变形，产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度，那么如何装夹和控制变形成为提高加工质量和效率的关键。

本文以薄壁筒类零件为例，分析与探讨薄壁零件车削加工中出现的问题、解决办法以及加工技巧。

1 薄壁零件常见的加工问题与难点分析（1）薄壁零件在装夹力作用下极易产生变形，常态下零件的弹性复原能力会影响零件的尺寸精度和形状精度。

（2）薄壁零件刚性差，在加工过程中因受到切削力、切削热以及残余应力的影響而极易产生变形，从而造成零件形位公差与尺寸精度超差。

所以控制零件装夹与加工变形是保证薄壁零件加工质量的关键。

2 薄壁筒类零件的车削加工2.1 薄壁筒类零件的车削难点薄壁筒类零件通常其零件外形直径D与壁厚δ之比通常为50-200，壁厚一般在0.5-3mm之间。

在生产过程中，存在不易装夹、容易振刀，尺寸不稳定等现象，车削困难较易出现质量问题。

薄壁筒类零件在车削时，由于圆周壁薄径向受力最影响零件的尺寸和精度，其技术难点是如何根据具体的零件结构特点，采取合适的装夹方式和夹具，分散和减小对零件径向的夹紧力。

如图1所示，就是一个典型的薄壁筒类壳体零件，零件材料为铝合金2A12、φ200×175的实心棒料，零件壁厚2～3mm，并且要求内外圆同轴度不超过0.1，最严公差为0.05mm，加工难度大。

2.2 薄壁筒类零件的车削方法2.2.1 零件加工工艺方法针对壳体零件的结构特点和来料状况，考虑粗加工、时效、精加工的工艺路线，先粗车，时效后再精车外圆及右侧内孔尺寸。

薄壁零件加工装夹方法及车削加工技巧在薄壁零件加工过程中，由于零件容易发生变形，所以需要在精加工后进行光切加工，从而导致零件加工效率遭到了降低。

基于这种认识，本文结合薄壁零件加工问题，对薄壁零件加工装夹方法及车削加工技巧展开了分析，从而为关注这一话题的人们提供参考。

标签：薄壁零件；装夹方法；车削加工0 引言相较于普通零件，薄壁零件具有重量轻、结构简单等特点，拥有较高的结构精度。

但是这类零件的加工一直较为困难，在车削加工过程中容易发生变形，从而影响零件质量。

因此，还应加强对薄壁零件加工装夹方法及车削加工技巧的分析，减小零件变形量，进而更好的满足薄壁零件加工需要。

1 薄壁零件加工问题相较于普通零件，薄壁零件在加工的过程中较容易出现变形问题，如装夹不当、切削不合理、刀具不合适都将引发零件变形，从而影响零件加工质量。

1.1 装夹不当导致变形通常条件下，薄壁零件内外直径差距较小，强度较弱，在车床作业中直接利用三爪自定心卡盘进行固定，将导致各爪点局部不稳，引发零件整体变形。

在过去的薄壁零件加工中，需要使零件上各夹紧点达到稳定均衡，所以需要增大装夹接触面，从而使零件整体变形量得到减少。

但是采用该种加工方法，仍然无法杜绝零件变形问题的发生。

1.2 切削不合理导致变形在车削加工的过程中，会产生较强震动。

在切削工艺不合理的情况下，就会导致薄壁零件变形。

为减少切削时刀具所受的阻力，以免零件因阻力过大产生塑性变形或弹性变形，通常需要结合刀具类型进行前角调整。

比如在刀具为高速钢材质时，需要将前角设定为6°-30°。

在刀具为硬质合金刀时，前角在5°-20°范围内。

而未能进行车削用量的合理选择，将导致薄壁零件产生各种变形。

分析这一现象产生的原因可以发现，金属切削主要受两个因素的影响，即背吃刀量和进给量。

在同时增大这两个量的情况下，零件会因切削力增大而变形。

在背吃刀量减少、进给量增大的条件下，尽管切削力会减小，但是由于工作表面剩余面积较大，零件所受内应力也增大，最终导致零件变形。

薄壁类零件的车削工艺分析SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-薄壁类零件的车削工艺分析段立波一．引言薄壁类零件指的是零件壁厚与它的径向、轴向尺寸相比较,相差悬殊,一般为几十倍甚至上百倍的金属材料的零件，具有节省材料、结构简单等特点。

薄壁类零件已广泛地应用于各类石油机械部件。

但是薄壁类零件的车削加工是比较棘手的，具体的原因是因为薄壁类零件自身刚性差、强度弱，在车削加工中极容易变形，很难保证零件的加工质量。

如何提高薄壁类零件的加工精度是机械加工行业关心的话题。

二．薄壁类零件车削过程中常出现的问题、原因及解决办法我们在车削加工过程中，经常会碰到一些薄壁零件的加工。

如轴套薄壁件（图1），环类薄壁件（图2），盘类薄壁件（图3）。

本文详细分析了薄壁类零件的加工特点、防止变形的装夹方法、车刀材料、切削参数的选择及车刀几何角度。

进行了大量的实验,为以后更好地加工薄壁类零件,保证加工质量,提供了理论依据。

图1轴套薄壁件图2环类薄壁件图3盘类薄壁件1.薄壁类零件的加工特点1.1因零件壁薄，在使用通用夹具装夹时，在夹压力的作用下极易产生变形，而夹紧力不够零件又容易松动，从而影响零件的尺寸精度和形状精度。

如图4所示，当采用三爪卡盘夹紧零件时，在夹紧力的作用下，零件会微微变成三角形，车削后得到的是一个圆柱体。

但松开卡爪，取下零件后，由于零件弹性，又恢复成弧形三角形。

这时若用千分尺测量时，各个方向直径相同，但零件已变形不是圆柱体了，这种变形现象我们称之为等直径变形。

图4三爪卡盘装夹1.2因零件较薄，加工时的切削发热会引起零件变形，从而使零件尺寸难以控制。

对于膨胀系数较大的金属薄壁零件，如在一次安装中连续完成半精车和精车，由切削热引起零件的热变形，会对其尺寸精度产生极大影响，有时甚至会使零件卡死在芯轴类的夹具上。

1.3薄壁类零件加工内孔中，一般采用单刃镗刀加工，此时，当零件较长时，如果刀具参数及切削用量处理不当，将造成排屑困难，影响加工质量，损伤刀具。

薄壁套类零件车削加工方法摘要：工业中广泛使用薄壁件，但是由于其加工工艺性差，在切削力、残余应力、切削热、夹紧力等因素影响下，薄壁件易发生加工变形，不易控制加工精度和提高加工效率。

本文对薄壁件加工过程中引起变形的因素进行了分析，通过改变工件的压紧方式和定位基准，设计制作工装并加工验证，得出加工薄壁件的合理工艺安排，顺利解决了工件变形问题，保证了加工质量，提高了加工效率。

关键词：薄壁套类零件车工夹具设计装夹方法一、前言航空工业中广泛使用薄壁结构零件。

薄壁零件由于其刚性好、强度高、相对重量较轻等优点，使得薄壁零件在社会中的运用越来越广泛。

薄壁零件主要是指零件的壁厚小于2mm的零件。

它们在机械加工工业中占有较大比例，薄壁套类零件因其具有重量轻、节约材料和结构紧凑等特点，广泛应用于航空领域。

此类零件结构复杂，刚度较低，加工余量大，并有很多的形位公差要求，加工中极易发生变形和切削振动，让刀现象严重，装夹和定位较困难，一直以来都是加工难点。

二、结构分析此项套类零件是用来支承旋转轴及轴承，该类零件的主要表面是内孔和外圆，其主要技术要求是内孔及外圆的尺寸以及圆度要求；内外圆之间的同轴度要求；孔轴线与端面的垂直度要求。

薄壁套类零件壁厚很薄，径向刚度很弱，在加工过程中受切削力、切削热及夹紧力等因素的影响，极易变形，导致以上各项技术要求难以保证。

针对这些问题，本文对薄壁套类零件加工过程中装夹方法做了初步的探讨。

我厂生产某项车削加工薄壁套类后盖零件，首次投入400件，生产类型为大批量。

此项零件壁厚仅为0.7mm，最薄的地方为0.5mm。

三、初次加工存在的问题我们对首批加工情况进行调查、分析和研究，投入400件，超差品181件，报废19件，合格率仅为50%。

按照原来的加工方法，先镗右端内腔及环槽，再调头车削左端圆台，夹持零件右端外圆时零件已经变形，然后用和圆台同样大小的圆环将零件小端面压紧在芯轴上，接触面小，在加工过程中旋转，零件跳动量大，装夹不牢靠。

浅析薄壁零件的车削摘要：薄壁零件由于刚性差，加工时容易引起变形，影响零件的加工精度。

本文通过分析薄壁零件在加工过程中可能出现的情况，探讨减小薄壁零件变形的方法。

关键词：薄壁变形目前，薄壁零件以其重量轻、结构紧凑等特点大量应用于各个行业，尤其在模具、航空航天和汽车工业等领域应用更为广泛。

但是由于薄壁零件的刚性较差，在车削过程中极易产生变形，不易保证零件的加工质量。

本文通过对薄壁零件在车削过程中可能出现的现象进行分析，探讨减小薄壁零件变形的方法。

一、薄壁零件加工时的现象分析影响薄壁零件加工精度的因素有很多，归纳起来主要有以下几个方面：1.受力变形薄壁零件在车削过程中由于工件内部可能存在的内应力及由于夹紧力不均匀而产生的夹紧外应力的共同作用下易使薄壁零件产生变形（见图1），从而影响零件的尺寸精度和形状精度。

例如，用三爪卡盘夹紧薄壁外圆，车削完成卸下后，被卡爪夹紧部分会因弹性变形而导致零件呈多角形。

为了减小变形，使用前车削扇形软卡爪内孔及内端面并符合零件定位外圆尺寸的0.05mm，且保持内孔与端面垂直，同时采用外加开口套筒或改用特殊软爪等措施来增大接触面积，使夹紧力均匀分布。

2.受热变形因工件较薄，车削过程中产生的切削热易引起工件热变形，使工件尺寸难以控制，对于薄壁零件，十分有害。

3.振动变形在切削力（特别是径向切削力）的作用下，车削时很容易产生振动和变形，从而影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。

在切削过程中，径向切削力会使工件在径向产生弹性变形和振动。

图2所示为车削薄壁套筒零件的示意图，工件装在心轴上。

由于工件中间部分刚性较差，车削过程中弹性变形大，工件呈现中间厚两端逐渐变薄的曲面形状。

二、减小薄壁零件变形的方法根据薄壁零件的特点和要求选择合理的工艺方案，这是保证薄壁零件加工质量的关键，同时要从防止变形和保证精度出发去设计加工工艺。

1.通过热处理消除内应力薄壁零件的毛坯一般是锻造、铸造和钢板滚压焊接件，有较大的内应力，这种内应力的存在，将直接导致工件的变形。

薄壁零件车削加工方法探讨1. 薄壁零件的加工特点1.1 薄壁零件不能承受较大的径向力，用通用夹具安装困难。

1.2 薄壁零件的刚性差，在夹紧力的作用下，极易产生变形，常态下工件的弹性复原，会影响工件的尺寸精度和形状精度。

1.3 工件受切削热的影响，尺寸精度不易控制。

1.4 由于切削力的影响，工件易产生变形或振动，尺寸精度和表面粗糙度不易控制。

1.5 薄壁零件刚性差，不能采用较大的切削用量，生产效率低。

因此合理的选择装夹方法，加工方法，切削用量，减少振动及充分冷却和检测都是保证加工薄壁零件的关键。

2. 薄壁零件的装夹方法2.1 通用软爪定位装夹，选择正确的夹紧力作用点，使夹紧力作用在工件刚性较好的部位，适用于形状和尺寸公差要求不严的零件加工优点：装卸方便长度可定位，看承受较大切削力。

缺点：零件定位点较集中，零件加紧后变形较严重。

2.2 大面积扇形软爪装夹：采用扇形软爪的三爪卡盘，按与加工零件的装夹面动配合的要求，加工出卡爪的工作面，增大与零件的接触面积。

优点：增大夹紧力的作用面积，使工件支持面增大，夹紧力均匀分布在工作面上，可加大切削用量，不易产生变形。

缺点：扇形软爪不易加工。

2.3 芯棒装夹2.3.1 采用椎体芯轴装夹，将零件直接套在椎体芯轴加工。

2.3.2 采用圆柱芯轴装夹，将零件装在芯轴上采用轴线压紧。

减小零件径向变形。

优点：装卸零件方便，能保证较高的同心度，技术要求。

缺点：零件内孔被芯轴划伤。

2.4 磁力吸盘装夹：采用磁力吸盘将零件吸附在吸盘上，这时零件只受轴向力，而径向不受力。

优点：可一次较高零件内外圆。

缺点：零件找正比较麻烦，应用范围小。

3. 薄壁零件较高方法的选择3.1 先粗后精先粗加工出零件的外圆和内孔，外圆和内孔均匀留0.5 —0.8 毫米余量，端面单边留0.25 —0.3 毫米余量，然后选择适当的装夹方法，将零件精加工到图纸尺寸要求。

3.2 先内后外先加工内孔，以为孔较外圆难加工，易产生变形。

薄壁零件的车削技巧薄壁零件是指壁厚相对较薄的零件，在车削加工中，由于其壁厚薄，容易产生变形和振动，所以需要特殊的车削技巧来保证加工质量。

本文将介绍薄壁零件的车削技巧。

首先，保持机床的稳定性。

薄壁零件在车削时容易产生振动，而振动会影响加工精度和表面质量。

为了保持机床的稳定性，首先要确保机床具备足够的刚性和抗震性，同时要确保机床的紧固件处于良好的状态，以免因紧固件松动而导致振动。

此外，还可以通过合理的刀具和夹具选择来减少振动，例如选择合适的刀具长度和刚度，使用刀柄的支撑力等。

其次，选择合适的切削参数。

在车削薄壁零件时，要选择合适的切削参数，以保证刀具的切削力不会过大。

一般来说，应尽可能采用小的进给量和切削深度，降低切削力。

另外，应注意保持刀具的尖角和刃磨状况良好，以减小刀具的切削力。

第三，选择合适的刀具和夹具。

在车削薄壁零件时，要选择合适的刀具和夹具，以提高加工的稳定性和精度。

刀具要选择具有较高刚度和切削性能的硬质合金刀具，以减小切削力和振动。

夹具要选择刚性好的夹具，以确保零件的稳定夹持，同时要避免夹持过紧而导致变形。

第四，采用适当的刀具路径。

在车削薄壁零件时，为了避免产生振动和变形，应采用适当的刀具路径。

一般来说，应优先选择切削路径中的外切削和镗削，避免内切削和过切削，这样可以减小刀具对零件的负荷，减少振动和变形。

第五，采用适当的刀具进给方式。

在车削薄壁零件时，应采用适当的刀具进给方式，以减小切削力和振动。

一般来说，可以采用铣削进给，即刀具的进给方向与工件的旋转方向相同，这样可以减小刀具对零件的冲击力和振动。

最后，进行切削加工时要进行监控和调整。

在车削薄壁零件时，要进行监控和调整，以确保加工质量。

可以通过加工中的监测手段，例如振动传感器、力传感器等，对加工过程中的切削力、振动等进行监测，及时调整切削参数和刀具路径，以减小振动和变形，保证加工质量。

总之，薄壁零件的车削技巧包括保持机床稳定性、选择合适的切削参数、刀具和夹具、采用适当的刀具路径和进给方式，以及进行监控和调整等。

薄壁零件的车削提要：薄壁零件的车削加工是加工中的一个难点，如何减少零件变形是保证薄壁零件质量的关键。

本文从工件装夹、切削用量、刀具的几何角度和切削液的选择四个方面对零件变形的影响，作一些探讨和分析。

关键词：薄壁零件、变形、装夹、切削用量前言薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中容易变形，使零件的形位误差增大，不宜保证零件的加工质量。

薄壁零件也因为重量轻，节约材料，结构紧凑等特点，在机械加工运用比较广泛。

有时为了一个薄壁零件的加工质量，会影响到机器的正常运转。

为此，我结合多年的工作经验将薄壁零件的装夹、刀具的合理选用、切削用量的选择、切削液的选择等等，进行一次深入的分析和探讨。

为以后更好地加工薄壁零件，保证质量，提供一些依据。

1.由工件装夹引起的变形图1所示为套类薄壁零件。

它的内外圆直径差很小，强度当然就弱，如果在卡盘上夹的不紧，在车削时有可能使零件松动而报废。

夹紧力的大小，我采取粗车时夹紧些，精车时夹松些来控制零件的变形。

我们从图2中可以看到零件是在三爪自定心卡盘上装夹，零件只受到三个爪的夹紧力，夹紧力不均衡，从而使零件变形。

如果我们将零件上的每一点的夹紧力都保持均衡，换句话说，就是增大零件的装夹接触面，从而减少每一点的夹紧力。

零件的变形就会好的多，如图3所示。

也就是在加工薄壁零件时，工艺上所采用的开缝套筒或扇形软卡爪。

根据物理学中的压强公式：P=F/S可以知道，压力一定，受力面积越大，压强就越小。

从以上的理论分析中，可以看到，增大装夹接触面，减少每一点的夹紧力，这种方法是可行的。

在装夹零件的过程中，要受到力的影响。

零件形状不同，结构不同，受力的作用点不同，都可能对零件的形状精度产生影响。

从图2的装夹中，我们可以清楚得看到，零件是利用径向夹紧的。

因此加工后零件的变形部位也在直径方向。

如果我们转移夹紧力的作用点，由径向夹紧改为轴向夹紧（图4），我们来分析以下这种方法。