■ 青海重型機(jī)械制造有限公司機(jī)械加工分廠 （青海大通 810100） 劉學(xué)元 馮 嬌

薄壁套是機(jī)械加工中常遇到的難加工零件，我公司通常采用車削和磨削兩種方法，均未達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣要求。為解決工藝難題，通過在薄壁套內(nèi)孔填充鋸末并注水膨脹的創(chuàng)新方法，提高了薄壁套的工藝剛性和加工精度，可滿足圖樣技術(shù)要求。

1. 薄壁套結(jié)構(gòu)和精度要求

加工如圖1所示兩種尺寸的薄壁套零件，材料為27SiMn鋼。

2. 薄壁套加工工藝

工件一的加工工藝路線為：下料→粗車→半精車→萬能磨→精車→終檢。工件二的加工工藝路線為：下料→調(diào)質(zhì)粗車→半精車→終檢。

工件的加工特點(diǎn)為：

1）工件表面的加工分為粗、半精和精加工，加工時(shí)采用試切法以內(nèi)孔、外圓互為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。最后以內(nèi)孔為基準(zhǔn)加工外圓，達(dá)到圖樣技術(shù)要求。

2）加工外圓采用工藝心軸，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3. 操作方法

具體加工操作方法如下。

1）調(diào)整機(jī)床精度達(dá)到工藝要求。

2）工件一加工過程：首先將工件內(nèi)孔加工至尺寸要求，外圓按壁厚適當(dāng)留量；然后將心軸穿入孔內(nèi)，填滿鋸末壓實(shí)，找正注水后，待鋸末膨脹，精車外圓至圖樣尺寸要求，如圖3所示。

圖1 薄壁套結(jié)構(gòu)和尺寸

圖2 工藝心軸

圖3 工件一加工示意

3）工件二加工過程：將工件一端車成止口，止口與法蘭盤配合間隙過盈0.008～0.012mm，在工件卡頭部位內(nèi)孔、外圓處分別切4mm×2mm卸荷槽，卸下工件，裝上法蘭盤7，使工件卡頭部位成為實(shí)體狀態(tài)。工件裝夾如圖4所示，將內(nèi)孔車至尺寸要求，外圓按壁厚適當(dāng)留量，將心軸桿裝入孔內(nèi)擰緊，填滿鋸末壓實(shí)注水，待鋸末膨脹后，精車外圓至尺寸要求。

產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果見表1。

4. 填加鋸末注水膨脹法的定性分析

工藝試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果證明，填加鋸末注水膨脹法所加工的薄壁零件完全能滿足設(shè)計(jì)圖樣的技術(shù)要求，證明此方法可行。填加鋸末法是根據(jù)鋸末吸水后膨脹的原理，使零件內(nèi)孔與外圓成為一體，從而減小零件在加工過程中的變形。鋸末洗濕后膨脹率參照木材膨脹率來類推，其纖維達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)膨脹率最大，如圖5所示。

由圖5可知，木材體積膨脹率最大，鋸末膨脹率近似于木材體積膨脹率。利用鋸末吸濕后膨脹這一原理，在零件加工中起到了良好的效果。

鋸末裝入零件孔內(nèi)壓實(shí)注水后，鋸末膨脹受零件及心軸的約束，由于膨脹力作用在零件內(nèi)壁上，形成兩個(gè)分力，即軸向力和徑向力，在這兩個(gè)力的作用下，零件基本成實(shí)體狀態(tài)。徑向力在車削加工過程中可以減小Py力的作用，軸向力可以減小車削過程中Px力的作用。另一方面，注水明顯降低了切削熱對(duì)工件變形的影響。薄壁套外圓加工完畢后，應(yīng)打開注水口，卸載內(nèi)孔壓力后，再拆卸工件，清洗薄壁套內(nèi)孔，鋸末曬干后可以重復(fù)使用。

圖4 工件二裝夾示意

表1 產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果 （單位：mm）

圖5 木材含水膨脹率1－順紋 2－徑向 3－弦向 4－體積膨脹

5. 結(jié)語

通過對(duì)薄壁套孔內(nèi)裝入鋸末壓實(shí)注水的工藝試驗(yàn)，為薄壁套的加工探索出一種切實(shí)可行的加工工藝方法。填鋸末注水膨脹法對(duì)于單件小批量生產(chǎn)尤其經(jīng)濟(jì)實(shí)用。