薄壁半圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的零件屬斷續(xù)加工,由于零件的剛性差,容易變形,加工較為困難蚂子。為解決零件的變形問題,必須在工藝上采取一些措施。

一缭黔、薄壁半圓件加工中遇到的問題

圖1所示為薄壁半圓件的零件食茎。壁厚∶直徑＝1∶26,零件材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,精度要求較高蒂破。若單件加工,則比較困難。因為它不是一個整圓件,在車床上是斷續(xù)切削,定位夾緊也很困難,需要復(fù)雜的夾具别渔。而采用兩件一起車削,即加工一個整圓,然后再分開的方法,可以解決斷續(xù)車削及裝夾的問題附迷。根據(jù)這一方案,制定的工藝路線為:粗車整圓→熱處理(調(diào)質(zhì))→半精車整圓→銑(切開)→磨(剖分面)。按照這種路線加工零件時發(fā)現(xiàn),合格的整圓零件剖開分成兩個薄壁半圓件后,在零件的兩端口部向內(nèi)縮,縮小量達(dá)0.5～1mm,如圖2所示哎媚。因而在裝配時,零件必須經(jīng)過修銼,但修銼后的零件不符合圖樣要求喇伯。究其原因,是零件變形所致。

圖1薄壁半圓件

圖2剖開件端口向內(nèi)收縮

二拨与、變形原因分析

產(chǎn)生這種誤差的原因主要是零件的內(nèi)應(yīng)力所致稻据。而內(nèi)應(yīng)力是熱處理和車削造成的。在熱處理中,零件經(jīng)加熱,升溫至780℃左右,再經(jīng)快速冷卻(水冷)和550～600℃高溫回火,完成對零件的調(diào)質(zhì)买喧。由此可見,在調(diào)質(zhì)過程中,熱→冷→熱→冷,零件受熱膨脹,遇冷收縮霉枢。若零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則、厚薄不一,則受到的冷熱程度榔屈、熱脹冷縮的程度及受熱和冷卻速度不一斑宴。壁薄處熱脹快,冷縮也快；壁厚處熱脹慢,冷縮也慢亏铭。這種速度差,就會在零件的厚處與薄處的過渡區(qū)域內(nèi)形成相互作用的內(nèi)應(yīng)力窒埃。內(nèi)應(yīng)力在整圓零件內(nèi)部是相互平衡的。當(dāng)零件被切開以后,內(nèi)應(yīng)力就要尋求新的平衡闰纪。這樣,零件就會發(fā)生變形,而變形的大小,與其剛度有關(guān)宽考。剛度大則變形小。對于薄壁件變形就比較大埃的。該零件由于其中間有一段厚壁,在熱處理冷卻后,中間部分冷卻速度慢,在其兩端壁薄處,溫度已降低了,而中間部分還在冷卻收縮,則在兩端壁薄處產(chǎn)生壓應(yīng)力,如圖3所示侵选。

圖3薄壁筒受力狀態(tài)

精車和銑削也會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,是切削熱引起的,相對來說較小,對零件變形影響不大。至于夾緊力,也會產(chǎn)生變形,但主要是圓度精度受影響,對零件開口影響不大愕匪。所以,當(dāng)零件被銑開后,其壓應(yīng)力就在尋求新的平衡時,使零件開口處產(chǎn)生縮口現(xiàn)象。產(chǎn)生這種縮口變形誤差的主要原因就是熱處理產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力讳臣。

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