數(shù)控加工技術(shù)在復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁異形零件加工中的有效應(yīng)用研究

曾軍華+黃安

摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，社會生產(chǎn)力的不斷提升，在工業(yè)機(jī)械上會對重量、空間尺寸進(jìn)行嚴(yán)格要求，因此會將復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁異型零件應(yīng)用其中。因為復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁異形零件本身的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，在加工的過程之中只能通過三維數(shù)控軟件進(jìn)行相應(yīng)的加工。本文以數(shù)控加工技術(shù)作為切入點(diǎn)，探討該技術(shù)在復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁異形零件加工的應(yīng)用效果，并且總結(jié)其規(guī)律，希望能為數(shù)控加工的發(fā)展提供建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；復(fù)雜結(jié)構(gòu)；應(yīng)用；薄壁異形零件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.001

因為我國加工技術(shù)的不斷提升，很多的發(fā)達(dá)國家將生產(chǎn)任務(wù)、生產(chǎn)制造等產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向我國。但是在加工的過程之中，很多的設(shè)備對重量和空間的要求十分嚴(yán)格，因此會將復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁異型零件應(yīng)用其中。這些零件因為本身的結(jié)構(gòu)十分的復(fù)雜、壁厚較薄、批量大、精度高，普通的加工設(shè)備無法進(jìn)行生產(chǎn)。為了能夠制造出和需求相一致的零件，需要制定合適的工藝和磨具，才能確保零件的質(zhì)量。

1 相關(guān)概述

在平時的數(shù)控加工之中，會出現(xiàn)很多的0.5毫米至1.1毫米不等的壁厚的零件，并且其長度不會超過250毫米，但是這種零件對于粗糙度、角度和尺寸的精度要求十分高。因為該零件具有不規(guī)則形狀、薄壁厚以及大空間尺寸等特點(diǎn)，因此在加工的時候，不僅僅需要考慮該零件在加工時是否會出現(xiàn)變形，還需要考慮加工完成之后殘余應(yīng)力是否會影響零件的變形，以及零件存放的過程之中溫度、震動、摩擦以及濕度等問題。

2 分析加工過程之中應(yīng)用的主要技術(shù)以及措施

（1）工藝。在制造的零件的過程之中很多的因素會影響薄壁零件的加工，但是主要的因素包括有以下幾個：一是，材料的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)；二是，加工之前的殘余應(yīng)力和零件本身的應(yīng)力是處于平衡的狀態(tài)，但是加工的過程之中，切削技術(shù)會破壞該平衡狀態(tài)，因此十分容易出現(xiàn)形變。因此在加工技術(shù)上，需要不斷的改進(jìn)工藝，通過工藝減少對平衡狀態(tài)的影響，避免零件出現(xiàn)變形。

（2）在數(shù)控加工之中需要選擇合適的方法。薄壁異形零件的加工過程之中會受到多種因素的影響，因此需要綜合考慮多種因素：一是，加工的路徑。零件在加工的過程之中會因為加工路徑的各異造成不同的變形，這會造成加工的誤差更大。二是，切削的用量。在零件進(jìn)行切削的過程之中，需要采取小切削，以此保證走刀量的增加，減少因為切削帶來的影響[1]。三是，高速切削。在進(jìn)行加工的過程之中，因為機(jī)床對于局限了加速，因此需要更多的時間進(jìn)行工件的生產(chǎn)，容易出現(xiàn)浪費(fèi)時間。如果出現(xiàn)急?；蛘呤羌眲觿t會對工件的表面精度造成破壞，有時候甚至?xí)驗檫^切出現(xiàn)外拐角咬邊[2]。因此需要避免刀具緊急轉(zhuǎn)化切向，在進(jìn)行切削時需要保持單一的路徑進(jìn)行順銑，盡量減少在切削的中途之中出現(xiàn)中斷現(xiàn)象，避免刀具切出和切入的次數(shù)，以此才能保障切削的穩(wěn)定。四是，軟件環(huán)境。以UG環(huán)境作為基礎(chǔ)，通過高科技軟件的仿真檢測和參數(shù)的篩選進(jìn)行。

（3）選擇合理的夾具以及工裝。為了能夠有效的保障生產(chǎn)的效率，在加工的時候需要考慮零件加緊和定位元件的合理安排，加大零件的夾緊力，以此保障在數(shù)控加工的過程之中保障殘余應(yīng)力和小形變，讓零件的定位、裝夾以及刀路均存在最為優(yōu)良的狀態(tài)。這不僅僅能夠減少加工，還能保障零件應(yīng)用時的穩(wěn)定性。

3 解決措施

（1）制定合適的工藝制作流程。數(shù)控加工技術(shù)是在原有的加工工藝上不斷改進(jìn)，采用了料、銑、數(shù)控銑、熱處理、數(shù)控銑、熱處理、數(shù)控銑、熱處理、鉗、表面處理的流程。為了能夠?qū)堄鄳?yīng)力去除，在進(jìn)行三次數(shù)控銑之間添加了熱處理。

（2）刀具和銑削工藝的選擇。在數(shù)控加工技術(shù)之中對于刀具的材料的要求十分高，刀具不僅僅需要具備有基本的性能，還需要有良好的耐熱性、抗熱沖擊性、高溫力學(xué)性以及可靠性。在數(shù)控加工之中，刀具選擇需要遵循以下幾點(diǎn)原則：一是，需要優(yōu)先選平頭銑刀，因為平頭銑刀本身具有高切削效率、較佳的加工質(zhì)量，且平頭銑刀能夠保障自由曲面的粗加工以及半粗加工，保障不過切；二是，選擇球頭銑刀。因為該刀具本身的端頭切削速度為0，在切削的過程之中行距十分密，能夠進(jìn)行自由曲面的加工；三是，需要減少刀具的應(yīng)用數(shù)量；四是，在進(jìn)行加工的過程之中，需要分開使用刀具，避免一把刀具完成所有的任務(wù)[2]。在進(jìn)行銑削次序的排列時，需要遵循先面后孔、先銑后鉆、先主后次等相關(guān)原則，先進(jìn)行曲面的精加工，之后才能處理二維輪廓。因此在綜合該因素和高速加工的原則，需要做到以下幾點(diǎn)：一是，在進(jìn)行粗加工和半精細(xì)加工的過程之中，需要通過硬質(zhì)合金雙刃立式平底銑刀進(jìn)行，以此才能保障高速切削數(shù)量和加工質(zhì)量。二是，在進(jìn)行粗加工時需要應(yīng)用螺旋進(jìn)刀，深度不能超過刀具直徑的百分之五。三是，應(yīng)用圓弧進(jìn)刀，需要直接將刀具下沉至層間距離，避免出現(xiàn)過切現(xiàn)象。四是，在進(jìn)行精加工的過程之中，需要選用合金球刀具，需要按照UW方向?qū)⒘慵纸M。

（3）切削刀量需要選擇合適。在進(jìn)行粗加工的過程之中，需要將余量大的部分進(jìn)行切除，因此需要一刀具和每齒進(jìn)給量選擇具體的數(shù)值，盡量將切削力和得應(yīng)力減少。在進(jìn)行高度切削的過程之中，切削的速度每分鐘不能低于300R。而在進(jìn)行精加工的過程之中，為了能夠保障最小的表面粗糙度，切削的速度每分鐘需要大于450m。

（4）對于型腔加工的分析。粗銑型腔的加工，需要將較大余量去除，這樣才能為后續(xù)的加工打好基礎(chǔ)，因此需要根據(jù)零件加工的實際情況進(jìn)行分析，選擇合適的銑床加工，保障加工零件內(nèi)型輪廓的質(zhì)量[3]。如果進(jìn)行精銑型腔加工，則需要將零件的結(jié)構(gòu)結(jié)合在加工技術(shù)之中，選擇高速切削技術(shù)，以此避免零件在加工的過程之中出現(xiàn)變形。除此之外，在加工的過程之中還會將切削熱帶走，避免出現(xiàn)熱變形，保障零件形狀、尺寸的精度。

4 結(jié)束語

結(jié)合加工經(jīng)驗以及相關(guān)資料，可以得知在進(jìn)行復(fù)雜薄壁異型零件加工的時，會出現(xiàn)共性規(guī)律。因此需要根據(jù)加工的材料和結(jié)構(gòu)，確保加工工藝的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

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