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胡照
摘 要：文章简单分析了以车代磨应用优势，阐述了以车代磨的刀具材料以及机床条件，针对以车代磨工艺在薄壁圆环零件加工中的应用展开了深入的研究分析，结合本次研究，发表了一些自己的建议看法，希望可以对以车代磨工艺在薄壁圆环零件加工中的应用起到一定的参考和帮助，提高其实际应用的有效性。
关键词：以车代磨工艺；薄壁圆环零件加工；应用
中图分类号：TG51 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）05-0145-02
Abstract： This paper simply analyzes the advantages of the application of turning instead of grinding， expounds the cutting tool materials and machine tool conditions of turning instead of grinding， and carries out in-depth research and analysis on the application of the technology of turning instead of grinding in the machining of thin-walled ring parts. Based on this study， some suggestions are put forward， hoping to provide some reference and help for the application of the car instead of grinding technology in the thin-walled ring parts processing， and to improve the effectiveness of its practical application.
Keywords： turning instead of grinding technology； thin-walled ring parts processing； application
在机械产品生产加工中，薄壁圆环零件较为常见，这类零部件的加工工艺编制存在有较大的难度，尤其部分零件对于形位公差以及表面质量等方面有着非常严格的要求。以往针对这些零件选择磨床磨削加工，常见的加工方式是使用数控车床三爪卡盘将零件固定，之后进行校正，做好外圆和内孔的精车，在精车内孔和外圆时，工件会受到材料内应力因素影响容易有变形情况出现，最终导致产品尺寸存在有一定的偏差，无法通过返修纠正，完成之后的形位公差很难满足相关标准要求，只能报废处理。以车代磨加工工艺属于一种新的零部件加工方式，利用数控车削加工中心，与数控机夹专用刀片结合在一起完成零部件的加工，在完成加工之后，不仅可以保证零部件加工的形位公差，其表面粗糙度也能得到有效保证。本文就以车代磨工艺在薄壁圆环零件加工中的应用展开研究分析。
1 以车代磨
1.1 以车代磨应用优势
以车代磨工艺在实际应用中，有着以下几个方面的优势：首先，以车代磨加工工艺能够很大程度上提高加工柔性，切削刃借助几何参数方式确定，很大程度上降低了复杂工件的加工难度；其次，切削加工存在有非常严重的环保方面问题，在磨削加工过程中，会产生大量的废液以及废弃物，这些废弃物处理难度非常大，一旦处理不好，将会带来十分严重的环境污染，以车代磨工艺加工过程中不需要使用冷却液，在环境保护方面意义重大；最后，以车代磨加工方式可以很大程度上缩短加工时间，不需要花费过多的投资费用，使单件加工成本得到有效控制，在实际应用中有着非常好的经济性能。
1.2 以车代磨刀具材料
随着科学技术的发展进步，切削刀具领域发展迅猛，切削刀具在广泛应用中有着非常好的使用寿命。根据加工对象的不同，在进行刀片的选择时，包含有陶瓷刀具、TiC涂层刀具、立方氮化硼CBN刀具等。其中陶瓷刀具在淬硬钢件方面有着非常好的加工性能，同时还能加工硬铸铁件。为了提高加工稳定性，在进行陶瓷刀具的制作时，一般会带有负切削角度，切削过程中的切削力相对较高，在车床刚度方面的要求更高。陶瓷刀具更加适合有着较好刚性、有连续切削表面需求材料方面的加工。陶瓷刀具的成本相对较低，其切削速度一般为150m/min，被加工材料的表明粗糙度能够控制在Ra0.4-0.7μm，每个刀刃平均可以使用10min，因为价格便宜，比较受欢迎。立方氮化硼CBN刀具能够一定程度上替代陶瓷刀片，切削刃不仅锋利，而且也不需要过大的切削力，所加工出的产品表面粗糙度以及精度都能得到保障，但是在价格方面，与陶瓷刀具相比，价格更加昂贵。立方氮化硼CBN刀具有着较长的使用寿命，与陶瓷刀具相同切削速度情況下，每个刀刃寿命30-50min，同时还能打磨重复使用。TiC涂层刀具在硬度HRC55以下工件方面有着非常好的应用效果，虽然在车削方面的寿命还没有专业的统计，但是在铣削加工方面，其寿命基本上能够保持在6-8h。
1.3 以车代磨机床条件
以车代磨工艺不仅要有好的刀具材料，同时还需要有合适的机床条件，保证整个工艺顺利有效展开。首先，机床要有良好的系统刚性，切削力会受到工件材料成分以及硬度变动等因素的影响，在系统刚性不一致情况下，工件直径尺寸与规定尺寸之间会存在有明显的差异。另外，车床的热学性能也十分重要，只有保证机床有足够的热稳定性，工件的精度才能得到保证。最后，导轨系统必须要有足够的精度，导轨在使用中严禁有爬行情况出现，要有足够的直线性，不存在有害间隙。
1.4 以车代磨工艺方法
以车代磨加工工艺属于一种新的零部件加工方式，利用数控车削加工中心，与数控机夹专用刀片结合在一起完成零部件的加工，其工艺方法如下：endprint
1.4.1 滚压加工
滚压加工借助特制滚压工具，为零部件表面施加一定的压力，使金属发生塑性变形，使工件表面粗糙度有明显的下降，增强工件表面性能，这种加工方式在加工过程中不会有切屑出现。滚压加工有着以下几个方面的特点：第一，可以在一次行程中降低工件表面粗糙度2-4个级别，效率远远超过其他加工方式；第二，滚压加工可以将工件表面粗糙度控制在0.4μm；第三，滚压加工之后，工件表面的抗疲劳强度以及耐磨性会有明显的提高，滚压加工还能很好的避免磨削发热导致的表面烧伤等问题；第四，滚压加工的工具相对较为简单，制造容易，不需要复杂的操作。需要注意的是，滚压之后的工件形状、位置精度与前道工具之间存在有十分密切的联系，滚筒挤压面表面粗糙度需要控制在0.4μm以下，表面清洁无污垢。
1.4.2 砂带磨削
砂带磨削借助特制砂带磨削工具，安装于车床刀架，针对零件表面进行磨削，使工件表面粗糙度有显著的下降，更好的满足磨削加工需要。砂带磨削有着以下几个方面的特点：（1）存在有“冷态”磨削特点，在磨削过程中，不会产生过多的磨削热，表面散热性优良，能够有效保护工件表面；（2）工件表面的硬化层深度以及残余应力要远远低于砂轮磨削；（3）存在有一定的柔软性，能够满足各种复杂曲面磨削加工需要，有非常好的抛光作用；（4）磨削比高；（5）设备简单，操作安全性高，不需要过高的制造成本；（6）在完成工件的定位之后，能够多次进行砂带更换完成全部加工。
2 以车代磨工艺在薄壁圆环零件加工中的应用
2.1 薄壁圆环零件
机械制造过程中经常会碰到薄壁圆环零件，这类零件壁厚不足1cm，对于尺寸精度以及表面质量有着非常高的要求，结构复杂，很多工件刚性差，装夹难度大，容易使零件表面受到损伤，制造难度大，很难保证一次制造合格。即便使用数控车床等设备，也容易导致产品总成变形，最终降低零件精度。
当前国内在进行薄壁圆环零件的加工时，常见的加工方式是使用数控车床三爪卡盘将零件固定，之后进行校正，做好外圆和内孔的精车，在精车内孔和外圆时，工件会受到材料内应力因素影响容易有变形情况出现，最终导致产品尺寸存在有一定的偏差，无法通过返修纠正，只能报废处理。另外，在完成内孔以及外圆的加工之后，还需要进行侧孔以及斜槽等部位的加工，这时产品外形已经完成加工，外圆不能受到过大外力，无法使用软爪校正，非常容易有变形情况出现。因此，这种加工方法对加工者的专业性有非常高的要求，成品率低，产品质量很难得到保证。
2.2 应用实例
以锁紧盘为例，最薄壁厚仅为5mm，宽度170mm，直径420mm，使用磨床加工存在有非常大的难度。因为有两个锥度不同锥面，很大程度上增加了机床调整难度，锥面在内孔的同轴度方面有着非常严格的要求。在经过多次试加工之后，无法获得理想的加工精度。
应用以车代磨工艺，在数控车削中心加工，借助液压卡盘柔性夹控制环面变形量，使锥面在内孔方面的同轴度得到保证。借助数字程序控制使加工锥度精度得到保证，表面质量选择表面粗糙度以及机夹刀片来控制。该技术在实际应用中，能够进一步优化薄壁圆环零件加工工艺，不仅保证了加工精度，还能很大程度上提高产品外观质量。当前在锁紧盘加工中已经有了非常广泛的应用，取得了理想的加工效果。同时还能很大程度上提高刀具使用寿命，降低加工成本。
3 结束语
薄壁圆环零件使用范围十分广泛，不仅应用在通用机械方面，特种机械也需要使用到薄壁圆环零件，这类零件在尺寸精度、形状精度以及表面质量方面有着非常高的要求，壁厚相对较薄，实际加工难度大，很难保证产品的一次合格率，最终导致产品的生产效率受到严重影响。以车代磨加工工艺属于一种新的加工方式，应用在薄壁圆环零件的加工中，能够提高加工柔性，缩短加工周期，加工精度得到有效保证，更好的满足薄壁圆环零件加工需要，借助以车代磨加工工艺进行薄壁圆环零件的加工，能够很大程度上促进我国机械加工制造行业的发展。
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