薄壁零件數(shù)控加工工藝質(zhì)量改進(jìn)

曾立群

【摘要】隨著現(xiàn)代工藝的發(fā)展，薄壁零件數(shù)控加工技術(shù)的效率逐漸提高，成為了現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，一定程度上能夠更好的衡量國(guó)家的先進(jìn)制造業(yè)水平，成為制造業(yè)指標(biāo)衡量的基礎(chǔ)。在薄壁零件數(shù)控加工中，普通機(jī)床生產(chǎn)的零件都被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中，包括了軍事和航天領(lǐng)域的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在薄壁零件數(shù)控加工中發(fā)揮著越加重要的作用，在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn)用中，高精密機(jī)床外加高仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠在數(shù)控加工前對(duì)其進(jìn)行預(yù)防性仿真，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以適當(dāng)?shù)臏p少數(shù)控零件的變形，并且可以利用模擬平臺(tái)將數(shù)控加工過(guò)程中的約束力模擬出來(lái)，從而建立一種工藝性模型。本文主要就薄壁零件數(shù)控加工中影響其工藝質(zhì)量的因素進(jìn)行分析，并且結(jié)合實(shí)際情況提出一定的解決措施和方案。

【關(guān)鍵詞】薄壁零件 ； 數(shù)控加工 ； 工藝 ； 質(zhì)量

【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）15-0030-01

數(shù)控加工的過(guò)程通常被分為三個(gè)階段，首先是工藝設(shè)計(jì)階段，其次是在線加工階段，最后是檢驗(yàn)處理階段。在實(shí)際加工過(guò)程中，工藝系統(tǒng)會(huì)受到各種干擾，例如工掛件安裝出現(xiàn)誤差導(dǎo)致的干擾，刀具偏擺或者是磨損出現(xiàn)的干擾等，這對(duì)加工質(zhì)量的影響相對(duì)明顯。尤其是薄壁零件的突出變形問(wèn)題在控制上相對(duì)困難。因此在加工過(guò)程中需要對(duì)加工質(zhì)量進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)。

一、影響薄壁零件加工質(zhì)量的因素分析

薄壁零件的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，鋼性較小，雖然具有輕量化的特點(diǎn)，但是用于數(shù)控加工過(guò)程中極易造成損害甚至?xí)霈F(xiàn)變形。因此，薄壁零件的數(shù)控加工成了機(jī)械加工過(guò)程中的一個(gè)重要難題，需要進(jìn)一步提升薄壁零件加工的精度，對(duì)影響數(shù)控精度的因素進(jìn)行分析，從中得到具體的解決方案。一般影響數(shù)控加工工藝的因素主要有機(jī)床精度和剛度，工件出現(xiàn)熱力變形，刀具的變形和磨損，裝夾變形等。其中影響其加工的最主要因素是精度變形，所以需要對(duì)其變形問(wèn)題進(jìn)行解決。下面是對(duì)其影響因素的分析。

（一）零件剛度對(duì)加工精度的影響

通常情況下，零件本身的剛度會(huì)對(duì)薄壁的加工精度造成影響，對(duì)于零件剛度的改進(jìn)往往是選擇適當(dāng)?shù)难b卡夾緊方式，對(duì)裝卡夾緊方式改進(jìn)進(jìn)一步提高數(shù)控工藝加工精度。當(dāng)進(jìn)行薄壁零件的數(shù)控加工時(shí)，需要對(duì)零件的位置和夾緊方式仔細(xì)進(jìn)行分析，對(duì)一些應(yīng)力位置和作用方向進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，選擇夾緊裝具時(shí)候需要采用專用的夾具，例如輔助支撐或者施工圈等等。除此之外，薄壁環(huán)形工件往往是以軸向裝卡代替徑向裝卡，主要是對(duì)這些部件進(jìn)行改進(jìn)來(lái)預(yù)防零件的變形。這是影響精度的一個(gè)方面，對(duì)于薄壁精度提升的第二個(gè)方面就是增強(qiáng)零部件的剛度，可以臨時(shí)增加工件的壁厚，采用的方式是對(duì)數(shù)控零件的空心處進(jìn)行澆灌，可以澆石蠟也可以選擇松香。等到所有的數(shù)控加工過(guò)程完成之后再將這些輔助性材料取除。

（二）工藝工序路線對(duì)零件加工的影響

提高數(shù)控工藝加工質(zhì)量的前提是需要弄清數(shù)控加工零件的變形規(guī)律，并且能夠?qū)υ撟冃我?guī)律進(jìn)行綜合性分析，制定合理的工藝工序路線才能夠更好的保證數(shù)控加工零件的質(zhì)量。制定相關(guān)路線的關(guān)鍵是必須解決工序工藝的變形問(wèn)題，提出更好的解決方案，需要掌握工藝工序的變形規(guī)律。在整個(gè)工序加工的過(guò)程中，對(duì)于定位基準(zhǔn)的選擇需要依據(jù)加工時(shí)的受力情況進(jìn)行選擇，為了避免加工振動(dòng)，應(yīng)該將零件的定位面和定位元件進(jìn)行緊密銜接。同時(shí)，加工工序路線的選擇還受到零件和夾具的影響，需要對(duì)加工余量進(jìn)行合理分配。

（三）走刀方式和路徑對(duì)零件數(shù)控加工的影響

除上述的影響因素之外，走刀方式和路徑也是影響零件加工工藝的重要因素，適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)這一工藝能夠有效提升零件加工的質(zhì)量。在眾多走刀方式中，最主要的方法是一次性粗加工法和階梯式粗加工法，利用這兩種新型的加工方法能夠?qū)α悴考?shí)施高效的加工，這兩種方法一般是沿著高線的軌跡對(duì)零部件進(jìn)行加工。在傳統(tǒng)的走刀路徑中，采用新型的走刀路勁一定程度上能夠克服走刀加工的弊病，能夠?qū)Χ嘤嗟慕饘龠M(jìn)行切除，采用這樣的方式一定程度上有利于道具壽命的增長(zhǎng)，可以快速的提高加工質(zhì)量。

二、薄壁零件數(shù)控加工工藝的改進(jìn)方案

（一）對(duì)零件裝夾方式的改進(jìn)

零件裝夾是影響零件加工質(zhì)量的重要因素，尤其是一些薄壁零件加工的剛強(qiáng)度相對(duì)較小，若是在夾緊時(shí)候出過(guò)多的力度，就會(huì)導(dǎo)致薄壁零件出現(xiàn)變形，這樣一定程度上會(huì)使得加工零件的精度和質(zhì)量受到影響。除此之外，在工件加工過(guò)程中，還有一個(gè)與夾緊力相應(yīng)的力就是支撐力，一般情況下，夾緊力和支撐力側(cè)重的加工位置是不同的，薄壁工件本身的剛度相對(duì)較小，需要對(duì)其剛度進(jìn)行增強(qiáng)，就要使用支撐力來(lái)支撐，在這種情況下，應(yīng)該將支撐力度作用于強(qiáng)度較小的表面。對(duì)于夾緊力度的控制在一定程度上能夠降低工件的剛度，因此，應(yīng)該將夾緊力作用于零件剛度相對(duì)較大的表面。在工藝質(zhì)量加工的過(guò)程中，需要將夾緊力和支撐力分配給不同強(qiáng)度零件表面，進(jìn)行科學(xué)控制，這樣就能夠在數(shù)控基礎(chǔ)上降低了薄壁零件發(fā)生變形的可能性，并且使用該措施可行性比較強(qiáng)，能夠有效的控制零件變形。此外，還需要進(jìn)一步優(yōu)化裝夾位置和工具，在裝夾夾緊之前，需要分析工件的夾緊位置數(shù)據(jù)，并且還需要分析工件上的應(yīng)力，可以采用先進(jìn)的裝夾裝置進(jìn)行輔助，以此來(lái)降低裝夾裝置所帶來(lái)的失誤。

（二）對(duì)道具路勁的改進(jìn)方案

在刀具路徑生成之前，要對(duì)工件的變形進(jìn)行考慮，工件變形往往是影響工件質(zhì)量的一個(gè)重要因素。薄壁零件的輕重化發(fā)展趨勢(shì)往往會(huì)導(dǎo)致其剛度成為數(shù)控加工技術(shù)的阻礙。由于零件的剛度比較低，剛強(qiáng)度的夾緊會(huì)引起零件的變形，針對(duì)這一問(wèn)題，我們首先應(yīng)該考慮加工變形的可能性和零件出現(xiàn)的回彈量，所以在數(shù)控加工的過(guò)程中應(yīng)該對(duì)刀具路徑進(jìn)行修改，并給對(duì)工件加工過(guò)程中出現(xiàn)的各種狀態(tài)進(jìn)行細(xì)致觀察，對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的道具路勁進(jìn)行修改，將路徑控制在正確的操作軌道上，可以避免道具路勁出現(xiàn)偏差而引起的工件失誤。通過(guò)對(duì)道具路徑的修改和補(bǔ)償就能夠減少刀具變形或者是出現(xiàn)的回彈誤差。在進(jìn)行工件的夾緊切削時(shí)，其切削速度會(huì)對(duì)薄壁零件的數(shù)控加工形成影響，所以要根據(jù)科學(xué)的數(shù)據(jù)計(jì)算薄壁的加工角度，利用精確的數(shù)據(jù)對(duì)操作進(jìn)行輔助。適當(dāng)?shù)募哟蟮毒咔昂蠼强梢杂行Э刂魄邢魉俣?，能夠有效降低因切削速度引起的變形?/p>

三、結(jié)束語(yǔ)

保證薄壁零件數(shù)控質(zhì)量的關(guān)鍵因素在于控制加工變形，在加工之前可以利用仿真技術(shù)對(duì)加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，以此減小加工誤差。此外，需要掌握數(shù)控加工質(zhì)量的過(guò)程和工藝規(guī)律，綜合采用多種方式進(jìn)行道具路徑的修正，改進(jìn)裝夾方案，一定程度上能夠減少加工變形。對(duì)加工方案的改進(jìn)和優(yōu)化能夠有效減少加工次數(shù)，降低工藝質(zhì)量成本，對(duì)制造周期的縮短也能夠起到一定的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]李盼.薄壁零件數(shù)控加工工藝質(zhì)量改進(jìn)分析[J].電子測(cè)試，2013，（21）：100-102.

[2]李盼.薄壁零件數(shù)控加工工藝質(zhì)量改進(jìn)分析[J].電子測(cè)試，2013，（24）：229-230.endprint