浅论薄壁套的优化加工措施
摘要：薄壁套的加工一直以来是机加工的一个难题，由于各种薄壁零件的形状、大小、要求不同会有不同的加工方法，不同的方法会有不同的效果，现在对工作当中碰到的一种气动薄壁推套，加工当中遇到的问题及解决方案介绍给大家，希望对各位同仁有所借鉴。
关键词：薄壁套;芯轴;摩擦套;压盖;加长头
1. 工艺分析
如图(一)所示，一种气动薄壁推套，壁厚只要4毫米直径Φ133是壁厚的33.25倍，是典型的超薄零件。它的工作原理是压缩空气推动推套上下运动，内外圆都有零件配合，故内外圆精度要求比较高。开始用常规方法，下单件粗车内孔、外圆，热处理淬火，精车加工内孔、外圆，粗磨内孔留量0.50，穿芯轴试磨外圆并留量0.50。经检验发现内外圆度超差。
经过分析发现在加工内孔时，只要外圆受力不管是用软卡爪还是用其它手段，内孔在加工完后，外力释放内孔多少都有变形，导致外圆加工圆度超差。找出原因后，调整工序先粗磨削加工内孔留量0.30--0.35mm，配磨芯轴留0.05-0.10mm间隙，将工件用快干胶固定在芯轴上，粗磨外圆留精加工量，保证圆度0.01mm以内，靠磨一端面见光。再将工件外圆穿入1：6000的锥孔，复核外圆和端面跳动0.01mm以内，内磨加工内孔满足图纸要求。穿芯轴精磨外圆达图纸要求，靠磨一端面见光，平磨将另一端面达图要求，至于端面槽用线切割或用工具磨床即可完成。
2. 工艺改进
从以上传统的方法加工来看，工序有点长成本有点高。需要两个磨用心轴，一个内孔摩擦套，而且对工人的素质要求也高。后我们又尝试用专用内孔磨用工装来加工。
工装由外螺纹本体和内螺纹压盖组成。先用软爪卡盘精车工件，内孔留量0.40-0.50mm，外圆留量0.60-0.70mm，要求内外圆和小端面一次装夹完成，各处棱角按图纸要求倒棱并加大余量。再上平面磨床，将两端面见光，平行度要求在0.005mm以内。工件上内磨工装之前，内圆磨先将工装本体内孔、端面搞正，目的是保证本体端面和外螺纹垂直，再将本体内端面磨削见光，保证端面和机床主轴垂直，然后将工件上内磨工装。在磨削过程中保证充分的冷却以防热变形，最终测量要保证冷却后进行。首件加工后发现工件内孔圆度还是超差。从结构原理上看，内外圆径向不受力，理想状态不应该超差，分析原因可能有以下两点，一是工件本身两个端面不平行，还有端面平行如果压盖螺纹和它自身内端面不垂直，也会造成工件压偏斜，卸下工件实测端面平行度0.010-0.015mm,不是很理想，又询问了加工工装的车工操作人，了解到由于他不了解工装的使用方法及注意事项，在加工工装时所有内外圆及内外端面，不是在一次装夹当中完成的，从而造成螺纹和内外端面不垂直，引起工件的偏斜扭曲及内孔超差。为此将工件端面平行度修正到0.005mm，工装报废重新加工，压盖螺纹和端面保证垂直并磨削端面Ra0.8。现场看工人是如何进行装夹、磨削的，发现他将本体内端面见光后，就将工件压盖压紧，不能肯定是否将工件压正了，只能加工完了取下测量，有很大的运气在里面，建议他压紧后再复核一下压盖端面跳动，(磨削端面的目的就是打表用的)误差0.015-0.02 mm，后将工装、工件清理干净，重新压紧复核端跳0.005mm，内孔加工完全达图要求。外圆穿芯轴加工即可，端面槽用工具磨或线切割就能完成，此工装对中小批量加工比较实用。
3. 新工艺新方法
我单位经常加工单件小批量的薄壁套，投制专用工装成本太高。介绍给大家的是一种简单实用的方法，如图(三)所示，在工件大端留加长头，中间留一孔给车工加工方便，磨削内孔加水冷却用，内孔要有足够的砂轮越程槽。由于加长端强度足够，不用担心夹持力过大而引起变形，可以按普通零件加工方法，进行内外圆的加工。淬火后精车内外圆，由于有加长头内外圆、端面可一刀下，内孔留量0.20-0.25mm即可。接下来内圆磨直接夹持加长头，将外圆和端面搞正0.01-0.02mm以内，将内孔完成，线切割去加长头。穿芯轴将外圆完成靠一端面，平磨将另一端面达图要求。工具磨或线切割将端面槽完成。对内径、外径分别在0°、45°、90°、135°四个方向测量结果都在公差范围内。
4. 结语：
采用传统的套加工方法，只适用于壁厚的工件。中小批量的薄壁套，用工装比较实用。单件到10件以下用加长头比较经济。各种方法就是要满足工件要求的前提下，用最经济的途径，多快好省的达到我们的目的。
参考文献
[1]《机械加工技术手册 》北京出版社 1989年
[2]《机械设计工艺基础》上海科技出版设，1975年
[3]《最新金属切削加工工艺》金盾出版社 2007年
[4]《实用机械加工工艺手册》 机械工业出版社 1995年
[5] 机械设计手册 化学工业出版社 1969年
