防止薄壁件变形的有效方法

1.工件分粗车和精车

粗车时由于切削余量较大，夹紧力稍大些，变形也相应大些；精车时夹紧力可稍小些，一方面夹紧变形小，另一方面精车时可消除粗车时因切削力过大而产生的变形。

2.合理确定夹紧力的大小、方向和作用点

1）夹紧薄壁件时，夹紧力的作用方向应选择在工件能受力及有利于减小夹紧力的部位。例如薄套类零件，其轴向受力状况优于径向，可采用轴向夹紧的方法（见图2_-20）。

2）为有效防止薄壁件可能出现的变形，确保装夹牢靠，装夹工件时的夹紧力应落在夹具支撑点的对面，并尽可能地接近工件的加工表面。如图2-21所示为用花盘装夹薄壁套的方法，压板压紧的位置即在支撑部位的对面，不仅能有效地防止薄壁套的变形，而且工件装夹稳定牢固。

图2-20 轴向夹紧薄壁套

图2-21 薄壁套的装夹

a）工件 b）工件的装夹

3）当工件的径向和轴向刚性都较差时，应使夹紧力的方向与切削力相一致，目的在于以较小的夹紧力获得较好的夹紧效果。

3.采用一次装夹车削薄壁工件

车削尺寸较短小的薄壁工件时，为了保证内外圆的同轴度，避免产生装夹变形，可在自定心卡盘或单动卡盘的一次安装中完成全部加工内容。为使工件的安装刚性不受影响，要控制孔深，即在钻削、粗车内孔时保持该零件所需深度，不宜过深，并在精车前略松卡爪，以减小弹性复原造成的工件变形，见图2-22。

图2-22 一次装夹车削薄壁工件

4.尽量减少切削力（特别是背向力）和切削热，进而减小薄壁工件的变形

（1）合理选用刀具的几何参数

1）宜选用较大的主偏角。增大主偏角可减小主切削刃参加工作的长度，减小背向力及径向力。

2）适当增大副偏角。可以减少副切削刃与工件之间的摩擦，从而降低切削热，有利于减小工件的热变形。

3）前角的选择，应根据切削材料的性能适当增大前角，使车削锋利、切削轻快、排屑顺畅，促使切削力和切削热下降。

4）刃倾角则根据加工性质选择。增大刃倾角可使车刀实际切削前角增大、实际切削刃口圆弧半径减小，对提高刀具的锋利程度有利。同时，通过刃倾角可控制切屑的流动方向，故刃磨卷屑槽时必须保持槽深前后一致，使切屑稳定排出，防止堵塞或拉毛工件已加工表面。

5）后角、刀尖圆弧半径及修光刃，均应选用较小值，以减少工件加工中的振动。

车刀的修光刃一般取0.2～0.3mm，刃口要锋利。但刀尖圆弧半径不可过小，否则将减小刀尖的散热面积。

6）车刀的几何参数可参考以下数据：(www.xing528.com)

①外圆精车刀。主偏角κ_r=90°～93°，副偏角κ′_r=15°，后角α_o=14°～16°，副后角α′_o=15°，前角γ_o适当增大。

②内孔精车刀。主偏角κ_r=60°，副偏角κ′_r=30°，前角γ_o=35°，后角α_o=14°～16°，副后角α′_o=6°～8°，刃倾角λ_s=5°～6°。

（2）合理选择刀具材料 工件材料的强度、硬度等性能以及化学成分对刀具的耐用度影响很大，若刀具材料选择不当，将很快失去切削性能，使切削力和切削热增加，引起工件变形。

（3）合理选择切削用量 针对薄壁工件刚性差、易变形的特点，车削时应适当降低切削用量。实践证明：切削用量中切削深度对切削力的影响最大；而切削速度对切削热的影响最为显著。因此，车削薄壁工件时减小切削深度，增加进给次数并适当提高进给量是行之有效的方法。

（4）将粗车和精车分开 粗车要求较快地去除工件上的多余材料，产生的切削力、切削热都较大，因而工件的温升加快、变形较大。粗车后工件有自然冷却的时间，而不致使精车时的热变形加剧，对保证质量有利。但精车过程越长，产生的切削热和车床主轴箱传递给工件的热量也越多（尤其是在室温较高的季节），同样会给加工带来不利影响。

5.将工件的局部受力改为均匀受力

采用自定心卡盘或单动卡盘装夹工件，工件被夹紧时由于局部受力较大而易变形，若将受夹紧力作用的面积加大，使受力均匀且较分散，情况将大为改善。通常采用的夹具有大面软爪、扇形软爪（图2-23）、胀力心轴、开缝夹套（图2-24）、液性塑料定心夹具等，这些夹具与工件的接触面积较大，使夹紧力较均匀地分布在工件上，能防止或减少工件的变形。

6.增加辅助支撑

使用辅助支撑，提高薄壁工件在车削过程中的刚性，既能减少工件的变形，又能减少振动的发生，有利于保证工件的形状精度和表面质量，如图2-25所示。

图2-23 用扇形软爪装夹薄壁套筒

图2-24 开缝夹套装夹薄壁套筒

图2-25 增加辅助支撑装夹薄壁工件

a）装夹方法 b）辅助支撑结构

7.增装工艺加强肋

在工件的装夹部位增装特制的工艺加强肋，使夹紧力作用在加强肋上而减少安装变形，如图2-26所示。

图2-26 增装工艺加强肋以防止安装变形