薄壁零件的機(jī)械加工工藝分析

張澤賢　肖雨　韓文仲　周遠(yuǎn)

摘 要：零件加工中，作業(yè)人員要先了解薄壁零件的功能及工藝特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行機(jī)械加工，在粗加工和成型精加工等環(huán)節(jié)，從薄壁零件的特性出發(fā)，通過(guò)采取有效的加工工藝，保證薄壁零件的加工質(zhì)量，更重要的是促進(jìn)薄壁零件加工水平再次提升。本文以零件加工為探討話題，重點(diǎn)介紹薄壁零件的機(jī)械加工過(guò)程及工藝技術(shù)，由此增強(qiáng)作業(yè)人員的安全意識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能。

關(guān)鍵詞：薄壁零件 機(jī)械加工 影響因素 加工工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（c）-0118-02

現(xiàn)如今薄壁零件已經(jīng)引起了機(jī)械加工行業(yè)的密切關(guān)注，加強(qiáng)加工工藝創(chuàng)新，改進(jìn)機(jī)械加工方式，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)加工過(guò)程的高度關(guān)注，運(yùn)用完善的管理制度，嚴(yán)格要求作業(yè)人員，并對(duì)加工過(guò)程提出嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)定，便于提高作業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)[1]。分析機(jī)械加工質(zhì)量的影響因素，根據(jù)薄壁零件的尺寸和形狀，有效控制誤差，根據(jù)加工零件與道具在加工環(huán)節(jié)的位置關(guān)系來(lái)判定零件加工精度，在此基礎(chǔ)上，不僅確保零件加工精度，還更好的保護(hù)了零件的幾何精度與剛性。

1 薄壁零件加工質(zhì)量的影響因素

機(jī)械加工精度指的是在理想狀態(tài)下，零件機(jī)械加工的尺寸和形狀與設(shè)定要求之間的誤差大小。由于加工刀具不同，導(dǎo)致零件加工精度不同，因此在加工的整個(gè)過(guò)程中，需要對(duì)各種類(lèi)型的零件的尺寸進(jìn)行準(zhǔn)確把握，避免出現(xiàn)較大的加工誤差，有效減少加工工藝對(duì)薄壁零件質(zhì)量的影響[2]。影響零件加工精度的主要因素有：機(jī)床幾何精度和剛性、刀具形狀及變形特性、零件形狀，實(shí)踐得知，目前在薄壁零件加工中出現(xiàn)的形變情況其主要原因體現(xiàn)在這些方面：焊接工藝的影響：當(dāng)前大部分的零件都是采用鋼板焊接方法，有一部分鋁質(zhì)零件在加工過(guò)程中，由于焊接應(yīng)力未及時(shí)消除，后續(xù)生產(chǎn)中這些應(yīng)力被釋放出來(lái)，最終導(dǎo)致零件發(fā)生形狀變化。由于裝夾過(guò)程出現(xiàn)失誤導(dǎo)致零件變形，因?yàn)榧庸きh(huán)節(jié)需要對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行裝夾操作，但是部分人員在此環(huán)節(jié)未采用合適的裝夾工藝，造成零件形變[3]。

2 薄壁零件的加工特色

薄壁零件在加工環(huán)節(jié)的工藝特點(diǎn)是特殊的，實(shí)際加工中，需要高度重視加工過(guò)程，拿鋁制材料來(lái)說(shuō)，這種材料自身的韌性、可塑性、粘附性都很強(qiáng)，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行分離切削，由于加工過(guò)程中，刀瘤的出現(xiàn)影響到后續(xù)工作的順利開(kāi)展[4]。部分鋁合金薄壁零件的剛性比較差，所以在使用過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制其加工工藝，密切關(guān)注薄壁零件的機(jī)械加工過(guò)程，利用有效的加工技術(shù)及刀具實(shí)現(xiàn)有效切削，避免材料發(fā)生塑性變形，這樣可更好的滿足生產(chǎn)需求。

3 薄壁零件的機(jī)械加工過(guò)程及主要工藝

3.1 機(jī)械加工前的準(zhǔn)備工作

了解待加工材料的幾何特性，明確待加工材料的屬性對(duì)加工精度的影響程度，以提高加工精度為主，了解毛坯初始?xì)堄鄳?yīng)力與截面尺寸和形變之間的關(guān)系，根據(jù)加工過(guò)程薄壁零件內(nèi)部殘余應(yīng)力的變化，了解變形程度及影響范圍，便于提高安全意識(shí)[5]。切削工藝和刀具的選擇時(shí)加工精度的主要影響條件之一，為了防止薄壁零件發(fā)生形變，提前了解待加工材料的可塑性，便于有效控制加工環(huán)節(jié)熱應(yīng)力與加工切削抗力的共同作用。裝夾是加工工藝的準(zhǔn)備工作，需要提前做好加工前的技術(shù)準(zhǔn)備，如果裝夾力過(guò)大，薄壁零件在加工過(guò)程中因?yàn)閿D壓而變形，不僅造成工位移動(dòng)，還導(dǎo)致機(jī)械加工的質(zhì)量不符合規(guī)定。

3.2 加工環(huán)節(jié)掌握材料特性

根據(jù)機(jī)械加工的需求，開(kāi)展機(jī)械加工活動(dòng)之前，作業(yè)人員根據(jù)材料特點(diǎn)保證后續(xù)工作可以順利進(jìn)行[6]。以鋁合金材料為主，及時(shí)選擇合適的加工工藝和加工設(shè)備，預(yù)測(cè)加工環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的意外情況，加強(qiáng)安全隱患排查，提高作業(yè)人員的安全意識(shí)。如果刀具不合適則會(huì)對(duì)材料造成損傷，因此要關(guān)注這點(diǎn)，及時(shí)確定加工基準(zhǔn)，關(guān)注加工環(huán)節(jié)的熱變形情況，認(rèn)真處理好基準(zhǔn)，保證材料表面具有一定的光潔性和平整度。對(duì)于基準(zhǔn)面的凸起部位，如：毛刺、飛邊等現(xiàn)象，認(rèn)真將其清理干凈，裝夾好，在整個(gè)加工過(guò)程中，保證薄壁零件的穩(wěn)定性。

3.3 加工過(guò)程中切削刀具的選擇

合理選擇刀具，根據(jù)刀具的幾何形狀、切削用量等特點(diǎn)，合理安排加工任務(wù)，關(guān)注加工環(huán)節(jié)的徑向切削力，關(guān)注薄壁零件的形變情況。根據(jù)刀具的形狀和切削形變等特點(diǎn)確定刀具前角大小，一旦切削前角過(guò)大，切削環(huán)節(jié)的摩擦力會(huì)變小，因此要合理選擇刀具前角的大小。切削用量直接影響切削力，在進(jìn)行粗加工時(shí)，嚴(yán)格控制進(jìn)給量，采用質(zhì)量較高的切削工藝，關(guān)注薄壁零件的變形情況，有效監(jiān)控機(jī)械加工過(guò)程。根據(jù)薄壁零件的形變量，及時(shí)優(yōu)化機(jī)械加工方案，充分意識(shí)到潤(rùn)滑作用，比如在切削環(huán)節(jié)，作業(yè)人員根據(jù)實(shí)際情況，依次對(duì)加工零件表面的摩擦力進(jìn)行削減，采用這種工藝減少切削過(guò)程對(duì)零件表面的損傷，由此提高薄壁零件的加工性能。了解切削過(guò)程的汽化現(xiàn)象，保證薄壁零件與刀具的良好接觸，及時(shí)了解切削環(huán)節(jié)薄壁零件與刀具上的部分熱量，關(guān)注能量損失程度，便于提升刀具切削的準(zhǔn)確性和薄壁零件的加工質(zhì)量。

3.4 粗加工的注意事項(xiàng)

粗加工過(guò)程中，作業(yè)人員關(guān)注鋁合金材料的特性，根據(jù)鋁合金材料的尺寸和粗糙程度進(jìn)行有效加工，在機(jī)械加工的環(huán)節(jié)，先了解薄壁零件的形狀，提前將其工余量消除。明確機(jī)械加工原理，材料在加工環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)不同的摩擦，由此產(chǎn)生材料錯(cuò)位、零件變形等情況，一旦出現(xiàn)這種情況，就要采取有效方式及時(shí)改變零件的預(yù)定尺寸，確保薄壁零件的實(shí)際尺寸精度。對(duì)于形狀特殊的薄壁零件，先進(jìn)行粗加工，冷卻處理中，密切關(guān)注工作熱量對(duì)機(jī)械加工質(zhì)量造成的影響，關(guān)注零件結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)零件內(nèi)部殘余的應(yīng)力采取降溫退火法處理[7]。采用降溫退火方式保持零件內(nèi)應(yīng)力，便于將零件內(nèi)部的應(yīng)力進(jìn)行重新分配，最大限度避免薄壁零件在加工環(huán)節(jié)發(fā)生形變。

3.5 合理選擇夾緊方式

零件加工之前先確定薄壁零件的基準(zhǔn)面，粗加工之后，薄壁零件存在波兩面和鼓型面這兩種類(lèi)型，為了能夠更好的滿足薄壁零件對(duì)機(jī)械加工標(biāo)準(zhǔn)的需求，及時(shí)做好支撐。在零件底部增加可調(diào)節(jié)式螺桿，運(yùn)用螺桿將零件夾緊，保持很好的夾緊力，確保夾緊力度的均衡性，依據(jù)設(shè)定工作要求，有效防止薄壁零件在加工環(huán)節(jié)的變形情況，由此提高機(jī)械加工質(zhì)量，保證薄壁零件可正常投入使用。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要講述了薄壁零件的加工工藝，首先介紹機(jī)械加工精度的影響因素：待加工材料的尺寸、刀具形狀、裝夾力、焊接應(yīng)力等，實(shí)際加工過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整機(jī)械加工方案，明確薄壁零件的加工特色。明確待加工材料的屬性對(duì)加工精度的影響程度，根據(jù)待加工材料的屬性，合理選擇裝夾方式，認(rèn)真做好加工前的準(zhǔn)備工作，采用質(zhì)量較高的切削工藝，關(guān)注加工環(huán)節(jié)的徑向切削力，保證薄壁零件與刀具的良好接觸，關(guān)注零件結(jié)構(gòu)的變化，及時(shí)處理好零件內(nèi)部殘余的應(yīng)力，由此增強(qiáng)薄壁零件加工精度。

參考文獻(xiàn)

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