1、山東廣播電視大學“中央電大人才培養模式改革與開放教育試點” 數控 專業（專科）畢 業 論 文論 文 題 目 如何提高薄壁零件的加工精度_姓 名 _ _學 號 _ _ _學生工作單位 _ _ _學生所在電大 _ _ _ _ _ 指 導 教 師 山東廣播電視大學教學管理處編印目錄一、內容摘要二、關鍵詞：三、正文1.前言2.影響薄壁零件加工精度的因素：3. 如何提高薄壁零件的加工精度3.1 分析工件特點3.2 優化夾具設計 3.3 刀具的合理選擇3.4 分析工藝過程3.4.1 加工步驟3.4.2 切削用量的選擇3.5 所編制的加工程序3. 6 加工時的幾點注意事項4. 結束語四、 參考文獻：如何提高

2、薄壁零件的加工精度山東德州 姓名： 學號： 一、內容摘要：薄壁零件在工業部門得到了廣泛的應用，但其剛性弱，加工中變形難以控制，通過傳統切削加工方法的改進以及數控補償切削加工、高速切削加工和振動切削加工的應用，都能夠很好的達到很好加工精度要求。 主要針對影響加工薄壁零件精度不高等因素，分析了如何提高薄壁零件的加工精度，給出解決問題的具體方法。二、關鍵詞： 薄壁零件 加工精度 工件裝夾 刀具幾何參數三、正文：1.前言薄壁零件已日益廣泛地應用在各工業部門，因為具有重量輕、節約材料、結構緊湊等特點。但薄壁零件的加工是車削中比較棘手的問題，原因是薄壁零件剛性差、強度弱，在加工中極容易變形，使零件的形位誤

3、差增大，不易保證零件的加工質量。薄壁零件的加工問題，一直是較難解決的，對于批量大的生產，我們可以采用數控車床高加工精度及高生產效率的特點，并充分的考慮工藝問題對零件加工質量的影響，為此要對工件的裝夾、刀具幾何參數、程序的編制等方面進行試驗，從而有效地克服了薄壁零件加工過程中出現的變形，保證了加工精度。為今后更好的加工薄壁零件提供了良好的依據及借鑒。2.影響薄壁零件加工精度的因素：(1)易受力變形：因工件壁薄，在夾緊力的作用下容易產生變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。（如圖1所示）(2)易受熱變形：因工件較薄，切削熱會引起工件熱變形，使工件尺寸難于控制。(3)易振動變形：在切削力（特別是徑

4、向切削力）的作用下，很容易產生振動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置精度和表面粗糙度。 圖1 夾緊力的影響3. 如何提高薄壁零件的加工精度既然影響薄壁件加工精的因素找到了，那么我們將如何提高薄壁零件的加工精度呢？接下來我們將通過具體實例來介紹提高薄壁件加工精度和效率的措施。圖2所示的薄壁零件，是我校用數控車床對外加工產品中難度較大的零件。采用的設備是法那克數控系統的數控車床。為了提高產品的合格率，我們從工件的裝夾、刀具幾何參數、程序的編制等方面進行綜合考慮，實踐證明，有效提高了零件的精度，保證了產品的質量。圖2 示例零件3.1 分析工件特點從零件圖樣要求及材料來看，加工此零件的難度主要有兩

5、點：(1)主要因為是薄壁零件，螺紋部分厚度僅有4mm，材料為45號鋼，而且批量較大，既要考慮如何保證工件在加工時的定位精度，又要考慮裝夾方便、可靠。而我們通常的車削都是用三爪卡盤夾持外圓或撐內孔的裝夾方法來加工，但此零件較薄，車削受力點與加緊力作用點相對較遠，而且還需要車削m24的螺紋，受力很大，剛性不足，容易引起晃動，因此要充分考慮如何裝夾定位的問題。 (2)螺紋加工部分厚度只有4mm，而且精度要求較高。 在目前法那克數控系統的數控車中，螺紋切削編程指令一般有三種加工方法：g32螺紋切削、g92螺紋切削循環和g76復合螺紋切削循環。g32是簡單螺紋切削采用直進式進刀方式，刀具兩側刃同時切削工

6、件，切削力較大，而且排削困難，因此在切削時，兩切削刃容易磨損，在切削螺距較大的螺紋時，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產生誤差，但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。由于其刀具移動切削均靠編程來完成，所以加工程序較長;由于刀刃容易磨損，因此加工中要做到勤測量。g92螺紋切削循環采用直進式切削方法簡化了程序（如圖3所示），比g32指令提高了效率。g76復合螺紋切削循環采用斜進式切削方法（如圖4所示），由于為單側刀刃切削工件，加工刀刃容易損傷和磨損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發生變化，而造成牙形精度較差。但由于其為單側刃工作，刀具負載較小，排屑容易，并且切削深度為

7、遞減式。因此，此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。從以上對比可以看出，在加工較高精度的螺紋時，只簡單利用一個指令進行車削螺紋是不夠完善的，采用g92、g76混用進行編程，即先用g76進行螺紋粗加工，再用g92進行精加工的方式。在薄壁螺紋加工中，將有兩大優點：一方面可以避免因切削量大而產生的薄壁變形；另一方面能夠保證螺紋加工的精度。圖3 g92直進式加工圖4 g76斜進式加工3.2 優化夾具設計 由于工件壁薄，剛性較差，如果采用常規方法裝夾工件及切削加工，工件將會受到軸向切削力和熱變形的影響出現彎曲變形，很

8、難達到技術要求。因此為解決這此問題，我們需要設計出一套適合上面零件的加工的專用夾具，如圖5所示。圖5 專用夾具對夾具的說明：（1）件1為夾具主體，材料為45號鋼，左端被夾持直徑為80mm，可用來夾持工件的內孔直徑范圍為2030mm；（2）件2為拉桿，材料為45號鋼，直徑為20mm，它剛好與薄片工件上的20孔對應配合，使工件在夾具中定位及傳遞切削力；（3）件3為已加工完左端面和內孔的工件，裝夾的時候要注意工件與夾具體1的軸向夾緊配合。（4）小溝槽的作用是在工件調頭裝夾后，為方便控制總長度而設計的，尺寸為5mm2mm。3.3 刀具的合理選擇 (1)內鏜孔刀采用機夾刀，縮短換刀時間，無需刃磨刀具，具

9、有較好的剛性，能減少振動變形和防止產生振紋； (2)外圓粗、精車均選用硬質合金90車刀； (3)螺紋刀選用機夾刀，標準刀尖角度，以便磨損時易于更換。3.4 分析工藝過程3.4.1 加工步驟 (1)裝夾毛坯15mm長，平端面至加工要求； (2)用18鉆頭鉆通孔，粗、精加工20的通孔； (3)粗、精加工48的外圓，加工長度大于3mm至尺寸要求； (4)調頭，利用夾具如圖5所示裝夾，控制總長尺寸35mm平端面； (5)加工螺紋外圓尺寸至23.85； (6)利用g76、g92混合編程進行螺紋加工； (7)拆卸工件，完成加工。 3.4.2 切削用量的選擇(1)內孔粗車時，主軸轉速為每分鐘轉500600轉

10、，進給速度f0.2f0.3，留精車余量0.30.5mm；(2)內孔精車時，主軸轉速為每分鐘10001100 轉，為取得較好的表面粗糙度選用較低的進給速度f0.05f0.1，采用一次走刀加工完成； (3)外圓粗車時，主軸轉速為每分鐘600800 轉，進給速度f0.2f0.3，留精車余量0.30.5mm；(4)外圓精車時，主軸轉速為每分鐘12001500轉，進給速度f0.05f0.1，采用一次走刀加工完成。(5)加工螺紋時，主軸轉速為每分鐘400600轉。3.5 所編制的加工程序我們根據以上分析，主要針對以采用數控系統 fanuc oi mate-tc所編制的加工程序；程序程序說明o0001；程序

11、名g40 g97 g99；取消刀尖半徑補償，取消恒表面切削速度控制，沒轉進給量。m03 s500 t0101 f0.2；主軸正轉，轉速500轉/分，調用1號內鏜孔刀，進給速度為0.2mm/轉。g00 x17 z2；快速定位至（17，2）g71 u1.5 r0.3；g71外圓粗車循環，對內孔20進行粗加工g71 p10 q20 u-0.5 w0.02；n10 g00 x20.4；g01 z0；x20 z-0.2；z-37；n20 x19；g00 z200；快速退刀至安全距離m05；主軸停止m00；程序暫停m03 s1000 t0101 f0.08；主軸正轉，轉速1000轉/分，調用1號內鏜孔刀，

12、進給速度為0.08mm/轉。g00 x17 z2；快速定位至（17，2）g70 p10 q20；g70精車循環n10n20g00 z200；快速退刀至安全距離m05；主軸停止m00；程序暫停m03 s600 t0202 f0.2；主軸正轉， 轉速600轉/分， 調用2號 90外圓車刀，進給速度為0.2mm/轉。g00 x52 z2；快速定位至（52，2）g90 x50 z-6;g90外圓車削循環x48；車至48g00 x100 z100；快速退刀至安全距離m05；主軸停止m30；程序結束并返回零件調頭，利用夾具裝夾，控制總長尺寸35mm平端面；o0002;程序名g40 g97 g99;取消刀尖

13、半徑補償，取消恒表面切削速度控制，沒轉進給量。m03 s600 t0202 f0.2；主軸正轉， 轉速600轉/分， 調用2號 90外圓車刀，進給速度為0.2mm/轉。g00 x52 z2;快速定位至（52，2）g71 u1.5 r0.3；g71外圓粗車循環，對螺紋外圓進行粗加工g71 p10 q20 u0.5 w0.02；n10 g00 x19.5；g01 z0；x23.85 c1；z-32；n20 x50；g00 x100 z100；快速退刀至安全距離m05；主軸停止m00；程序暫停m03 s1200 t0202 f0.1；主軸正轉， 轉速1200轉/分， 調用2號 90外圓車刀，進給速度

14、為0.1mm/轉g00 x52 z2；快速定位至（52，2）g70 p10 q20；g70精車循環n10n20g00 x100 z100；快速退刀至安全距離m05；主軸停止m00；程序暫停m03 s500 t0404；主軸正轉， 轉速500轉/分， 調用4號 60螺紋車刀，g00 x25 z5；快速定位至（25，5）g76 p010160 q300 r0.1；g76螺紋車削循環車削m241.5螺紋部分g76 x22.25 z-28 p975 q100 f1.5；g00 x25 z5；快速定位至g76同一螺紋加工起點g92 x22.15 z-28 f1.5；g92精修螺紋x22.05；x22.05；g00 x100 z100；快速退刀至安全距離m05；主軸停止m30；程序結束并返回3. 6 加工時的幾點注意事項（1）工件要夾緊，以防在車削時打滑飛出傷人和扎刀； （2）在車削時使用適當的冷卻液（如煤油），能減少受熱變形，使加工表面更好地達到要求； （3）要注意安全文明生產。4. 結束語通過實際加工生產，以上措施很好地解決了加工精度不高等問題，減少了裝夾校正的時間，減輕