邵軍 李紅義 李寶生 李廣周
（河南平原光電有限公司）

　　軸套類零件大多屬于薄壁構件，結構并不復雜，精度要求相對較高，在產品中主要起定位、旋轉的作用，并承受一定的徑向力和軸向力。其加工質量的好壞，直接影響產品的功能和壽命。幾乎每個產品中都有軸套類零件，在加工中往往由于變形嚴重而影響其尺寸精度、形狀精度。要解決此問題，必須分析原因，采取有效的措施，才能保證零件精度。

　　一、零件的結構特點

　　公司某型號產品中軸套類零件較多，零件精度也較高，如短空心軸（見圖1）和解算器座（見圖2），其尺寸精度為IT5～IT7，同軸度為φ0.008～φ0.015mm，垂直度為0.010～0.015mm。具有精度要求高、壁薄易變形的特點。

　　二、加工中的問題及難點

　　在加工短空心軸零件時，考慮到其壁薄、容易變形，因此工藝要求粗、精加工分開，中間安排時效去應力處理。精加工后，零件在裝備上處于夾緊狀態時，用杠桿表、百分表分別測零件的孔徑尺寸和圓度都符合圖樣要求，但卸下再檢測，孔變形量達0.1～0.2mm，導致孔徑尺寸和圓度超差，影響裝配要求。
　　考慮到解算器座零件精度要求高，工藝要求在高精度車削中心上一次裝夾完成其外圓、內孔和臺階的加工，以保證其同軸度、圓度要求。零件加工完后，在三坐標測量儀上檢測，孔變形量達0.05～0.15mm。在采取了粗、精加工分開，中間安排時效處理后，仍達不到零件尺寸精度要求。
　　這兩種比較典型的軸套類零件，材料均為鋁棒2A12-T4，精加工時不能磨削加工，工藝難點是加工過程中零件出現變形，嚴重影響到尺寸及位置精度。

　　三、變形原因分析及控制

　　零件在加工過程中產生的變形包括：

　　①零件加工后，內應力重新分布產生的變形。

　　②定位面平面度達不到要求，回彈產生的變形。

　　③零件夾緊位置、方向及受力點不恰當引起的變形。

　　④零件的加工余量及加工過程中的切削力引起的變形。

　　⑤加工過程中的切削熱引起的變形。

　　⑥零件結構不合理引起的變形。

　　零件變形控制方法有：

　　1、通過熱處理消除應力控制變形。劃分為粗加工、半精加工和精加工工序，中間增加熱處理消除應力、穩定化處理等，使零件釋放加工應力和材料應力，提高精加工后零件尺寸精度的穩定性。

　　2、精加工定位面控制變形。通過磨削、研磨等方法精加工基準面，提高定位面精度，以防止回彈變形。

　　3、改進壓緊裝夾控制變形。通過改變夾緊位置、方向及受力點控制變形，如將徑向壓緊改為軸向壓緊。

　　4、減小切削力控制變形。在精加工時，可采用磨削、拋光等切削力較小的加工方法加工，還可以采用改變切削參數、減少切削用量的方法。

　　5、減少切削熱控制變形。為防止切削熱引起的熱變形，在加工中可使用切削液，以及減少切削用量。

　　6、改進零件結構或工藝方法控制變形。通過改進零件結構減少或控制零件變形，比如增加支撐筋、形狀對稱設計等；改進工藝方法，使應力完全釋放。

　　零件在粗加工后都經過了時效處理，應力得到釋放。加工中都使用了切削液冷卻，防止了切削熱引起的變形。精加工余量為1mm，切削力、加工應力還可能影響零件變形。夾緊方式為徑向夾緊，夾緊力很大，會引起很大的變形。分析認為，零件夾緊位置、方向及受力點不恰當是引起變形的主要原因。為此，工藝中采取了以下措施。

　　四、針對短空心軸零件采取的工藝措施

　　1、研磨定位基準面。

　　2、按照圖3制作專用工裝，加工時按照圖4采取軸向夾緊方式，一次裝夾完成精加工。

　　3、精加工余量由1mm減到0.5mm，加工時分三次切削，Z后一次背吃刀量0.05～0.1mm，以控制精加工時切削力、加工應力引起的零件變形。
　　注意事項：所做專用工裝定位面平面度不大于0.01mm；零件基準面研磨要達到0.01mm以內；螺釘拉緊力要均勻；切削參數選擇適當，刀具要保持鋒利。

　　通過采取以上工藝措施，零件圓度0.01mm左右，同軸度φ0.006～φ0.015mm，合格率達100%。

　　五、針對解算器座零件采取的工藝措施

　　1、針對零件不對稱、壁厚不均的特點，在粗加工時就把直邊加工出來，使此處應力完全釋放。

　　2、加工時，由三爪自定心卡盤徑向夾緊改為圖5所示的螺紋拉緊。

　　3、精加工余量由1mm減到0.5mm，加工時分三次切削，加工量分別為0.2mm、0.2mm和0.1mm，以控制精加工時切削力、加工應力引起的零件變形。

　　按照圖5加工完成后，再用心軸定位，軸向壓緊端面，將工藝螺紋車到零件尺寸φ72mm，并保證尺寸公差和形狀位置要求。

　　通過采取以上工藝措施，圓度、同軸度符合要求，零件合格率由原來的15%上升到90%。

來源：《金屬加工》2017年