摘要：薄壁工件的加工问题一直是较难解决的。目前薄壁 件一般采用数控车削的方式进行加工，为此要对工件的 装夹、刀具的几何参数、程序的编制等方面进行试验， 以有效地克服薄壁工件加工过程中出现的受力、受热、 振动等变形，保证加工精度。...

薄壁工件的加工问题一直是较难解决的。目前薄壁 件一般采用数控车削的方式进行加工，为此要对工件的 装夹、刀具的几何参数、程序的编制等方面进行试验， 以有效地克服薄壁工件加工过程中出现的受力、受热、 振动等变形，保证加工精度。

图1所示的工件是我 厂用数控车床对外加工产 品中难度较大的零件。加 工件数为20件，采用的设MM 备是配备了 GSK980T CNC360型的数控车床。为 图#示例工件

了提高产品的合格率，我们从工件的装夹、刀具的几何 参数、程序的编制等方面进行综合考虑。
1.工件特点分析
从工件图样要求及材料来看，加工此工件的难度主 要有两点：①由于是一种薄壁零件，又是一种深孔零 件，因此，它同时具有两种零件的加工特点，即刀杆细 长，刚性差，装夹容易产生振动，切屑排屑困难，冷却 条件差，刀具容易磨损。②工件材料为有机玻璃。这种 材料不含填料，切削性能较好，但易碎裂，不耐高温， 切削速度应稍低，进给量也不宜过大，背吃刀量要小， 以防止过热而产生内应力使零件碎裂，还要保证表面光 整透明。同时由于工件底部只有5.3mm厚，外圆直径 为！55.4mm，切断刀长，切断时容易扎刀使工件碎裂。
2.装夹方案确定
由于工件壁薄，刚性较差，工件会因受到轴向切削 力和热变形的影响出现变形及碎裂，很难达到技术要 求。为了保证工件在加工时定位精确，装夹方便、可 靠，且考虑到内外都要加工，数量也不多，将毛坯料下 至180mm，用三爪自定心卡盘夹持外圆装夹，一次装夹 完成加工，以保证产品的质量。由于我厂使用的数控车 床刀架是单刀架，镗孔刀又长，因此不能同时装三把 刀，否则造成干涉无法进行加工。所以，镗孔刀只用一 把，车削外圆和切断用同一把刀来完成。
3.刀具的合理选择
有机玻璃这种材料不含填料，切削性能较好。由于 高速钢车刀易磨得锋利而且韧性较好，刀尖不易崩裂， 车出的工件表面粗糙度值较小。因此，车刀采用高速 钢，粗车与精车用同一把刀即可，车削时为保证表面光 整透明，刀具前角要大，刃口要锋利。可以选择的前角 范围为15。~20。，后角的选择范围为12。~15。。
（1）采用8mm X 8mm X 25mm的高速钢刃磨出刀 头，装到镗刀杆上，这样刀具有较好的刚性，还能减少 振动变形，防止产生振纹，如图2所示。
(2 )外圆粗、
精车、切断都米用同
把刀。将切削刀磨 成如图3所示。主切 削刃宽度取4. 5mm，
副偏角也必须对称，

为了不削弱刀头强度，夹角取1.5。，
长度取5 ~ 6mm，前角取15。-20。，
后角取8。-10。，副后角取1。-2。，
左刀尖修磨一点倒角或圆弧，约 0.2mm，主切削刃磨约2。的斜边。
这样，在切外圆时左刀尖不易磨损，
也不易扎刀，在切削过程中振动小，
切断时工件底部光滑，没毛刺。考 虑到切断刀的刀头狭而长，两个副后角不能太大。刀头 不宜太长，不然容易引起振动以致使刀头折断。刀头长 度取30mm，如图3所示。
4.弹簧刀夹的制作
由于外圆与切断刀共用一把车刀，刀头太窄且伸出 太长，在车外圆和切断时都容易产生振动，造成断刀、 扎刀，甚至使工件碎裂。为了解决此问题，我们设计了 适合该工件加工的专用刀夹，如图4所示。

将刀夹右边加工成稍大于外圆的弧面，这样就可以 保护刀头，增加刀具的强度，减少振动，在切断至中心切削用量选择
内孔半精车时，主轴 转速为400 ~ 500r/min,进给 图5加工示意图 速度 20~30mm/min,留精车余量 0. 3 '0.5mm。
内孔精车时，主轴转速为400 ~500r/min,为 取得较好的表面粗糙度选用较低的进给速度10mm/min， 采用一次走刀加工完成。
外圆半精车时，主轴转速为400 ~ 500r/min, 进给速度20 ~ 30mm/min,留精车余量0. 3 ' 0. 5mm。
外圆精车时，主轴转速为600 ~800r/min,进 给速度10mm/min，采用一次走刀加工完成。
切断时，主轴转速为150 ~200r/min,进给速 度 10mm/ min。
6.加工步骤选定
首先，用！#5mm的钻头钻预孔深136mm。
用G72端面循环指令将孔底车平，保证尺寸 !47mm x 137 mm。
用G71固定循环粗加工内孔，使内孔周边余量 均匀。
用G73固定循环半精加工内孔，留0.3mm的
余量。
用G70精加工内孔至尺寸。
(6 )用G71固定循环粗加工外圆，保证尺寸 !80mm x 153mm。
用G73固定循环粗加工外圆，留2mm的余量。
用G73固定循环半精加工外圆，留0.3mm的 余量。
用G70精加工外圆至尺寸。
用G75切槽循环指令切断，完成加工。
7.加工程序
粗加工、半精加工程序略，精车内孔程序和精车外 圆程序：
G00 X71.2 G01 Z - 20 F10
G03 X59. 46 Z - 72. 95 R254. 9 G02 X48. 4 Z - 128. 57 R267. 8 G01 Z - 136. 8 G03 X43. 4 Z - 139. 3 R2. 5 G01 X0
N450 G00 X78. 2
N460 G01 Z - 20 F10
N470 G03 X67. 55 Z - 73. 67 R258. 4
N480 G02 X55. 4 Z - 128. 57 R264. 3
N490 G01 Z- 153
8.加工时的几点注意事项
工件要夹紧，以防在车削时碎裂飞出或扎刀。
由于工件壁薄、孔深，车削时为了减少受热变 形，保证表面光整透明，使加工表面达到要求，应加足 7; -10%的切削液。
车刀在刃磨时，切削刃一定要锋利，加工时副 后刀面不能有一点干涉。车削加工内外圆弧曲线时，车 刀的刀尖安装过高或过低都将直接影响工件的加工精 度；切断时主切削刃也不能高于或低于工件中心，否则 会使工件中心形成凸台，并损坏刀头。因此，加工过程 中车刀刀尖要严格地对准工件中心。

精加工时，由于该工件是薄壁和深孔加工的组 合，所以很容易产生振纹。
外圆刀选择右刀尖为对刀点，这样才能保证尺 寸精度和工件质量。
9.结语
原加工工艺是先将工件放在卧式车床上车掉毛坯的 大部分，车削内孔至！45mm x 136mm，外圆至！82mm x160mm。然后在数控车床上加工外圆及内孔至规定尺 寸，再拿到卧式车床上切断。工艺改进后是将工件放在 数控车床上一次装夹完成加工。
通过实际加工生产证明，以上措施很好地解决了加 工精度不高等问题，减少了装夹校正的时间，减轻了操 作者的劳动强度，降低了生产成本，保证了加工后工件 的质量。