薄壁套類零件有特殊的結(jié)構(gòu)性，徑向剛性較弱，加工中極易產(chǎn)生變形，本文通過(guò)介紹改進(jìn)的加工工藝和工裝夾具，從而達(dá)到減小薄壁套類件在冷加工時(shí)的變形，保證其圓度的要求。
薄壁套類零件壁厚很薄,徑向剛度很弱, 其主要技術(shù)要求是內(nèi)孔和外圓的尺寸及圓度要求；內(nèi)外圓之間的同軸度要求；孔軸線與端面的垂直度要求。在加工過(guò)程中受夾緊力及先后加工工序等因素的影響,極易變形,導(dǎo)致以上各項(xiàng)技術(shù)要求難以保證。公司在加工自動(dòng)變速器行星排零件中，有一輸出齒圈屬于典型的薄壁套結(jié)構(gòu)，同時(shí)需要制內(nèi)斜齒要求。整體加工難度很高，如下是制齒前形成半成品的示意圖：
可以看出，工件精度要求非常高。還有一重要因素，如果達(dá)不到圖中的要求，更無(wú)法保證關(guān)鍵的內(nèi)斜齒的加工精度要求。在加工遇到了一些困難，也找出了一套解決的方法。介紹一下首次加工時(shí)的工藝：
1、保證粗加工毛坯，外圓圓度控制在0.10mm。如下示意圖：
但粗加工是外協(xié)廠加工，加工后的毛坯精度不理想，圓度一般在0.15mm左右，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的控制也只能達(dá)到0.10mm左右。
2、端面定位，外圓夾緊，進(jìn)行精加工，精加工的工藝要求如下示意圖：
精加工時(shí)采用的機(jī)床是小巨人高精度數(shù)控車床，性能尤佳，刀具選配的也合理，同時(shí)考慮到使用普通的三爪會(huì)因?yàn)榧泳o面積較小產(chǎn)生變形的因素，單獨(dú)設(shè)計(jì)了子母附爪，加大了接觸面積，基本上整個(gè)工件全部被抱住，理論上受力均勻，不應(yīng)產(chǎn)生變形，加工時(shí)什么狀態(tài)，加工完卡爪松開(kāi)后，還應(yīng)是什么狀態(tài)。但實(shí)際加工出的里孔圓度卻超公差要求太多，在0.06-0.08mm之間，沒(méi)有保證工藝的要求。
3、漲胎漲Φ85.9里孔，機(jī)床高精度車削中心，如圖一加工另一面其它尺寸。其外圓圓度加工后為0.05mm左右。到此序已無(wú)法再往后序的制齒序流轉(zhuǎn)加工。此齒圈制齒精度非常高，要求前序必須嚴(yán)格保證工藝要求的內(nèi)孔、外圓的圓度。
由此可見(jiàn)，圓度是此工件的關(guān)鍵所在，如何控制圓度至關(guān)重要。分析其中原因：毛坯粗車后外圓圓度0.10mm左右，子母附爪端面跳動(dòng)、一周跳動(dòng)均在0.01mm內(nèi)。夾具本身精度沒(méi)有問(wèn)題，但車出里孔后之所以圓度大，原因在于外圓的圓度影響了里孔的圓度，開(kāi)始制定工藝前認(rèn)為影響不會(huì)太大，沒(méi)有問(wèn)題 。通過(guò)實(shí)際加工證明是不對(duì)的，不但有影響，而且很大。需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題也就是如何保證粗車后的外圓圓度。我們通過(guò)研究試驗(yàn)，改變了加工工藝和夾具結(jié)構(gòu)，取得了成功，并運(yùn)用到生產(chǎn)當(dāng)中，得到了很好的成效，重要改善點(diǎn)是：
1、改變工序，毛坯粗車后進(jìn)行一次車外圓工序。車外圓的夾具采用端面壓緊，端面定位，里孔粗定位的結(jié)構(gòu)。
該夾具由以下部分組成:件1主體、件2定位盤、件3定位套、件4壓緊芯軸、件5錐度芯軸、件6壓蓋、件7分離套、件8高精度軸承（2個(gè)）。
使用中：主體、定位盤、定位套和機(jī)床主軸連接，工件裝在定位套上。壓緊芯軸、錐度芯軸、壓蓋、分離套、軸承組成的部分裝在機(jī)床自動(dòng)尾座上。工作時(shí)，自動(dòng)尾座首先動(dòng)作，使定位芯軸壓在工件上，然后主軸帶動(dòng)工裝工件運(yùn)動(dòng)，動(dòng)作很簡(jiǎn)單。該夾具設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的問(wèn)題點(diǎn)是:
一、工件的最厚處壁厚是8.15mm，外圓Φ101.5mm對(duì)簿壁件而言相對(duì)比較大，徑向不受任何力。
二、毛坯粗加工后本身各方面精度不高，主要的端面與內(nèi)孔的垂直度在0.05mm左右，所以工件里孔與定位套配合要有一定的間隙，由圖二和圖四可知間隙在0.12mm左右，避免因里孔與定位套配合間隙過(guò)小，以致垂直度較大，使加工出的工件給后續(xù)留下隱患。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用連續(xù)加工工件800件，外圓圓度均控制在0.015mm內(nèi)。效果良好，由于裝卸方便、動(dòng)作簡(jiǎn)單，效率也非常高。純機(jī)加工時(shí)間約15秒。
三、保證了外圓的圓度后，不在使用原來(lái)的子母爪，使用不方便，后續(xù)采用整體附爪。
如圖所示依舊整體環(huán)抱工件，使工件圓周受力均勻，機(jī)床壓力調(diào)到0.5-0.6MPa。車出的工件內(nèi)孔圓度為0.015mm內(nèi)，保證了內(nèi)孔圓度要求。
四、漲套漲Φ85.9里孔（和開(kāi)始工藝一樣），漲胎漲Φ85.9里孔，如圖一加工另一面其它尺寸。機(jī)床壓力調(diào)到0.5-0.6MPa，加工出的工件圓度及其它尺寸及形位公差要求全部合格。
經(jīng)過(guò)此次對(duì)薄壁工件圓度問(wèn)題點(diǎn)的分析和改進(jìn)，總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)：首先，加工精度要求較高的薄壁零件應(yīng)從毛坯開(kāi)始就要控制圓度，根據(jù)實(shí)際的要求，要有一圓度合理的基準(zhǔn)。其次，除了機(jī)床的自身精度保障外，加工的工藝性和夾具的合理化非常的重要，是解決問(wèn)題點(diǎn)的關(guān)鍵所在。對(duì)行星排輸出齒圈加工的改進(jìn)可以廣泛的推廣到其它產(chǎn)品當(dāng)中，提高產(chǎn)品的精度。