李健+刘诗文+李娟

摘 要：采煤机上一种轴承套尺寸精度要求高，形位公差严格，但其加工工艺性差，常因装夹过程中受夹紧力、切削车和热变形等影响引起变形，导致尺寸超差，合格率比较低。通过优化工艺设计，提出配套装夹方法，规定装夹定位方式，并通过工艺试验方法探究分析，最终得出成熟加工方法，大幅度提高零件合格率。

关键词：薄壁套；夹紧力；辅助支撑；配套装夹法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.045

1 零件工艺性分析

高端采煤机行走箱中轴承与轴之间采用一种直径较大、孔壁较薄的轴承内套连接，材料为40Cr，热处理状态为整体淬火HRC38～42，零件設计结构简单，但尺寸精度、形位公差及表面粗糙度要求较高，制造过程容易尺寸超差，废品率较高，严格的尺寸要求使零件的加工工艺比较复杂且困难。本文通过大量实验提出装夹配套法，极大程度保证了产品精度，对薄壁类零件的工程应用有一定的指导意义。（零件如图1所示）。

2 工艺分析及制定工艺方案

零件加工难点及原工艺分析：

（1）加工过程中零件与刀具之间车削受挤压震颤，表面光洁度较差；

（2）加工过程中由于车削热导致变形量大，尺寸公差和形位公差不易保证。

原工艺对这种薄壁套类零件一贯采用：留夹头，内孔外圆一刀下，多刀次车削，再切单件，完成零件的加工。

通过大量工艺试验，并对现有的加工方法改进，提出一种满足零件的设计要求，提高产品质量，提高加工效率的办法。

方案一：留15mm装夹夹头，夹头根部车有剪切槽，目的是释放车削产生的应力和热变形变化，剪切槽位置需保证零件长短尺寸成，工艺路线则改为：粗车—半精车（切槽）—时效—精车（沿剪切槽切单件）

方案二：留15mm装夹夹头，夹头根部车有剪切槽，原理同方案一，再制作一辅助支撑工装，与夹头内孔配套装夹，目的是防止因夹紧力引起的变形，详细如图2设计所示，工艺路线改为：粗车—半精车（切槽）—时效—精车1（车夹头配套内孔尺寸）—精车2（沿剪切槽切单件）。

3 方案实施及试验结果

3.1 方案实施

分别对两种方案进行试验加工，得出结果，数据如表1所示：

3.2 试验结果

优化方案一：改变原有剪切槽加工方式，将单向加工改为内孔外圆双向进刀加工，使剪切槽余量位置位于壁厚中间，有效释放零件内部应力，较为改善了尺寸的变形量，但是未能消除夹紧力引起的变形；

优化方案二：剪切槽原理同优化方案一，此方法在装夹过程使用辅助支撑的原理，采用一支撑件与零件配套装夹，分析得知配套装夹使卡爪受到反向支撑力，可减少夹紧力对零件在尺寸精加工后释放产生的形变，大胆采用之后零件的加工满足设计尺寸精度，合格率显著提高。

4 工艺方案确定

采用优化方案二使得薄壁套的产品合格率达95%以上，较好的满足了设计的需求。我们将辅助支撑工装与零件夹头内孔配合的装夹方式命名为配套装夹法，设计配套的过程中选取间隙配合，间隙量控制（0 .01mm～0.02mm）。

5 结束语

通过分析薄壁类零件尺寸精度要求严格，容易受到装夹、车削、材质等因素的影响，所以在制定工艺过程中需要全方位思考适合此种零件的加工方法，因此配套装夹法具有很好的推广意义。

参考文献：

[1]李正望，张建丽，刘国航.某大型薄壁零件的加工工艺方法研究[J].机械工程师，2016（04）.

[2]谷承泽.薄壁壳体加工技术及工艺研究[J].机械工程师，2016（06）.

[3]张建中.机械制造工艺学[M].北京：国防工业出版社，2009.

作者简介：李健（1989-），男，陕西西安人，本科，助理工程师，主要研究方向：工艺技术。