弹性薄片零件的精密加工技术

1 引言

　　生产中遇到许多易变形弹性薄片零件，如常见的垫圈、摩擦片、碟性弹簧，薄板、飞片等，它们刚性差、散热困难、装夹时易引起装夹变形，加工时会出现翘曲，严重影响零件的加工精度。对这类零件的热处理技术及其加工时的精密装夹技术进行研究，即减少工件的热处理变形及装夹变形，减少变形工件对零件最终精度的影响，从而保证弹性薄片类零件的加工精度具有至关重要的意义。

　　在生产中，对大部分易变形弹性薄片零件在位检测时，发现其加工精度完全能满足设计要求，但取下后发现其尺寸及形位公差发生了很大的变化，有的甚至大大超出设计许可范围。其原因是：易变形弹性薄片零件的刚度较弱，再加上工件基准面精度不高，平面度较差，工件因被吸住受大气压力或被压住受压紧力等装夹力的作用而导致工件发生变形，在变形状态下加工，尽管在位检测发现工件的尺寸和形位公差均满足设计要求，但取下来后工件变形恢复，其尺寸及形位公差发生了很大的变化，以至于超出设计要求范围。

　　在位检测另外一部分易变形弹性薄片零件时，发现工件的尺寸和形位公差与机床正常加工精度相去甚远，这是由于切削工件时切削力使工件发生了变形，切削刃离开后，变形部分恢复所致。

　　因此，提高零件精加工前的精度以及减少零件装夹变形和减小切削力是提高易变形弹性薄片零件加工精度的重要措施。

2 提高弹性薄片零件加工精度的技术途径

　　2.1 减少热处理变形，提高工件精加工前的尺寸位置精度

　　对于力学性能要求较高的工件，一般都需要进行热处理，以提高工件的综合力学性能。但由于淬火时奥氏体转变为马氏体时体积要膨胀，产生很大的组织应力，再加上快冷引起的热应力形成很大的内应力，致使工件淬火时产生变形，甚至开裂。对于易变形弹性薄片零件来说，由于刚度较弱，其变形更大。而要提高零件加工精度，则必须减少热处理变形。

　　设计零件时应与工艺密切结合，注意工艺条件的限制，尽可能从零件结构上减少热处理变形。

　　设计零件时选择材料应尽可能选用含碳量高或含合金元素高的钢，因为一般含碳量越高、含合金元素越高的钢，奥氏体转变为马氏体的终了温度越低，淬火后残余奥氏体越多，淬火时组织应力越小，因而变形也越小。且合金钢的淬透性好，一般采用油淬，工件在油中冷却，冷却速度较慢，热应力相对较小，故变形开裂倾向小。

　　设计工件时，如果没有其它影响，应尽可能增加端面凸缘，以增加零件的刚度。

　　工件淬火后必须立即回火，即将淬火后的零件再加热到低于奥氏体转变的临界温度，经保温一段时间后，冷却到室温。设计校型工装，将刚淬火的工件放入校型工装内固定校型，再放入炉中与工件一起回火并定型，这样可以很好地纠正工件淬火后的变形。经实验证实，外径为Ø350mm，厚度为3mm的弹性型面零件在热处理时采用校型工装，其变形量为0.20mm，如不采用校型工装，变形量将大于1mm。