薄壁零件的機械加工工藝分析

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，根據(jù)實際情況進(jìn)行機械加工，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，重點介紹薄壁零件的機械加工過程及工藝技術(shù)，由此增強作業(yè)人員的安全意識和專業(yè)技能。

關(guān)鍵詞：薄壁零件? 機械加工? 影響因素? 加工工藝

中圖分類號：TH16? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）04（c）-0118-02

現(xiàn)如今薄壁零件已經(jīng)引起了機械加工行業(yè)的密切關(guān)注，加強加工工藝創(chuàng)新，改進(jìn)機械加工方式，同時加強對加工過程的高度關(guān)注，運用完善的管理制度，嚴(yán)格要求作業(yè)人員，并對加工過程提出嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)定，便于提高作業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)[1]。分析機械加工質(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

機械加工精度指的是在理想狀態(tài)下，零件機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，因此在加工的整個過程中，需要對各種類型的零件的尺寸進(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：機床幾何精度和剛性、刀具形狀及變形特性、零件形狀，實踐得知，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)零件在加工過程中，由于焊接應(yīng)力未及時消除，后續(xù)生產(chǎn)中這些應(yīng)力被釋放出來，最終導(dǎo)致零件發(fā)生形狀變化。由于裝夾過程出現(xiàn)失誤導(dǎo)致零件變形，因為加工環(huán)節(jié)需要對每個零件進(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)的工藝特點是特殊的，實際加工中，需要高度重視加工過程，拿鋁制材料來說，這種材料自身的韌性、可塑性、粘附性都很強，無法對其進(jìn)行分離切削，由于加工過程中，刀瘤的出現(xiàn)影響到后續(xù)工作的順利開展[4]。部分鋁合金薄壁零件的剛性比較差，所以在使用過程中，需要嚴(yán)格控制其加工工藝，密切關(guān)注薄壁零件的機械加工過程，利用有效的加工技術(shù)及刀具實現(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? 薄壁零件的機械加工過程及主要工藝

3.1 機械加工前的準(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[5]。切削工藝和刀具的選擇時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，如果裝夾力過大，薄壁零件在加工過程中因為擠壓而變形，不僅造成工位移動，還導(dǎo)致機械加工的質(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)機械加工的需求，開展機械加工活動之前，作業(yè)人員根據(jù)材料特點保證后續(xù)工作可以順利進(jìn)行[6]。以鋁合金材料為主，及時選擇合適的加工工藝和加工設(shè)備，預(yù)測加工環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的意外情況，加強安全隱患排查，提高作業(yè)人員的安全意識。如果刀具不合適則會對材料造成損傷，因此要關(guān)注這點，及時確定加工基準(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，在整個加工過程中，保證薄壁零件的穩(wěn)定性。

3.3 加工過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，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確定刀具前角大小，一旦切削前角過大，切削環(huán)節(jié)的摩擦力會變小，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，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)控機械加工過程。根據(jù)薄壁零件的形變量，及時優(yōu)化機械加工方案，充分意識到潤滑作用，比如在切削環(huán)節(jié)，作業(yè)人員根據(jù)實際情況，依次對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程對零件表面的損傷，由此提高薄壁零件的加工性能。了解切削過程的汽化現(xiàn)象，保證薄壁零件與刀具的良好接觸，及時了解切削環(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

粗加工過程中，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。明確機械加工原理，材料在加工環(huán)節(jié)會出現(xiàn)不同的摩擦，由此產(chǎn)生材料錯位、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改變零件的預(yù)定尺寸，確保薄壁零件的實際尺寸精度。對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)注工作熱量對機械加工質(zhì)量造成的影響，關(guān)注零件結(jié)構(gòu)的變化，對零件內(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型，為了能夠更好的滿足薄壁零件對機械加工標(biāo)準(zhǔn)的需求，及時做好支撐。在零件底部增加可調(diào)節(jié)式螺桿，運用螺桿將零件夾緊，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，由此提高機械加工質(zhì)量，保證薄壁零件可正常投入使用。

4? 結(jié)語

本文主要講述了薄壁零件的加工工藝，首先介紹機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，實際加工過程中，根據(jù)實際情況及時調(diào)整機械加工方案，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，及時處理好零件內(nèi)部殘余的應(yīng)力，由此增強薄壁零件加工精度。

參考文獻(xiàn)

[1] 李文超.薄壁零件的機械加工工藝[J].現(xiàn)代鹽化工， 2018，180（2）：8-9.

[2] 孫雷.薄壁零件的機械加工工藝探索[J].中國科技投資，2017（2）：23.

[3] 許小娟.基于鋁合金薄壁零件的機械加工工藝分析[J]. 科技展望，2016，26（8）：21.

[4] 金龍.鋁合金薄壁零件機械加工工藝的優(yōu)化[J].經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息，2015（26）：74.

[5] 朱興偉.鋁合金薄壁零件的機械加工工藝技術(shù)研究[J].中國設(shè)備工程，2017（23）：152-153.

[6] 劉從華，張寧.薄壁零件機加工工藝及方法研究[J]. 裝備制造技術(shù)，2017（9）：223-225.

[7] 李洋.薄壁零件的加工振動分析與加工工藝優(yōu)化對策[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2016，35（7）：10-11.