淺談薄壁零件數(shù)控車加工工藝分析

付昌杰

（廣西桂林第二技工學(xué)校，廣西 桂林 541000）

在時代快速發(fā)展的背景下，薄壁零件數(shù)控加工技術(shù)也隨之創(chuàng)新，已經(jīng)成為了高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)代表，可以說薄壁零件數(shù)控加工工藝是體現(xiàn)我國制造業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要的組成部分。但當(dāng)前薄壁零件數(shù)控車加工工藝由于長期受到外界多種因素的干擾和影響，導(dǎo)致不合格的零件經(jīng)常出現(xiàn)，這樣不僅會影響到零件質(zhì)量和使用，同時還會造成資源的過度浪費(fèi)[1]。所以，在這一基礎(chǔ)上，需要優(yōu)化和完善的薄壁零件數(shù)控車加工工藝，以此來提升零件的整體質(zhì)量與合格率。薄壁零件因具有重量輕、節(jié)約材料、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，已日益廣泛地應(yīng)用工業(yè)部門。但因薄壁零件剛性差、強(qiáng)度弱、加工中散熱不好，在加工中極容易變形，不易保證零件的加工質(zhì)量。尤其在普通車床上加工薄壁零件，就更加困難，如何提高薄壁零件的加工精度已是業(yè)界越來越關(guān)心的問題。

1 薄壁零件的概念

薄壁零件主要即為科學(xué)運(yùn)用當(dāng)前數(shù)控車加工工藝來對零件進(jìn)行制造，同時降低零件外壁厚度與整體重量，以此來達(dá)到節(jié)約材料的目標(biāo)。當(dāng)前，薄壁零件的使用范圍較為廣泛，因為其性能較強(qiáng)，例如在航空、軍事以及機(jī)械等諸多領(lǐng)域都得到了運(yùn)用。針對于薄壁零件生產(chǎn)來講，因為其對生產(chǎn)的精準(zhǔn)度要求加高，如果在生產(chǎn)中零件出現(xiàn)變形，那么就會影響零件的質(zhì)量和使用效率[2]。所以，薄壁零件的加工工藝要求較高，這樣才可以確保零件的質(zhì)量與合格率。

2 分析影響薄壁零件數(shù)控車工加工工藝的原因

2.1 熱因素造成的薄壁零件變形

通常來講，薄壁零件在加工過程中，因為切削熱的原因就會使零件出現(xiàn)熱變形的問題，一旦出現(xiàn)這一問題不僅會影響零件加工的精準(zhǔn)度，同時還會降低零件加工質(zhì)量。因為薄壁零件數(shù)控車加工在完成裝夾步驟以后，還會開展粗車與半精車以及精車等加工環(huán)節(jié)，在這些加工環(huán)節(jié)中，還會產(chǎn)生切削熱，這樣就特別容易造成薄壁零件加工受熱時出現(xiàn)變形問題，進(jìn)而直接影響到零件的加工質(zhì)量。

2.2 受力因素造成的薄壁零件變形

薄壁零件的加工材料大部分都是輕薄的材料，這種類型的材料一旦受到外力作用就會出現(xiàn)變形，進(jìn)而導(dǎo)致薄壁零件的長度與形狀等受到一定的影響。例如在使用爪卡盤裝夾零件時，薄壁零件就會形成三角形，這時零件內(nèi)孔的加工余量就會分布不均，在內(nèi)孔加工程序完成以后，如果將卡盤松開會造成零件在彈性的作用下變回之前形狀，那么就會導(dǎo)致薄壁零件出現(xiàn)極大的誤差。

薄壁襯套類零件，如果用三角爪自定卡盤或彈簧夾頭從徑向來夾緊，加工后一旦松開，工件必定會發(fā)生變形。此時需利用剛性較好的軸向端壓緊的方法。以零件內(nèi)孔定位，自制一個帶螺紋的穿心軸，套入零件的內(nèi)孔，其上用一個蓋板壓緊端面再利用螺帽背緊。加工外圓過程中可以避免出現(xiàn)夾緊變形，提高薄壁零件加工精度。進(jìn)行薄壁零件加工時，優(yōu)先選用真空吸盤，以獲取分布均勻的夾緊力，用較小的切削用量來進(jìn)行加工，避免薄壁零件出現(xiàn)變形情況。另外還可應(yīng)用填塞法，可增強(qiáng)薄壁零件的堅韌性，在薄壁零件內(nèi)部充填介質(zhì)，可在一定程度上降低薄壁零件在加工中出現(xiàn)的形變率。

2.3 振動因素造成的薄壁零件變形

薄壁零件在加工過程中，對加工工藝與數(shù)控車工的準(zhǔn)確度有著較高的要求，因為這種零件加工特別容易出現(xiàn)變形問題。如果薄壁零件受到外削力的影響，那么就容易出現(xiàn)震動或變形問題，進(jìn)而造成薄壁零件外形與長度出現(xiàn)極大的改變。另外，如果薄壁零件在切削階段出現(xiàn)震動問題，就會隨之出現(xiàn)偏差，在這一背景下，薄壁零件的制造效率就會不斷降低。因為這種零件在航空領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用，一旦出現(xiàn)加工問題或些許偏差，那么就會對航空領(lǐng)域造成一定的危害[3]。合理安排加工工序，在對薄壁零件進(jìn)行切削加工時，因加工余量大以及斷續(xù)切削，對工件的加工精度和表面粗糙度有一定的影響，切削過程可以分為粗加工、半精加工、清角加工、精加工等工序，對于加工精度要求高的薄壁零件，必要時可進(jìn)行二次半精加工，然后再進(jìn)行精加工。

2.4 其他因素

在薄壁零件數(shù)控車加工工藝中，還經(jīng)常會受到一些其他因素的影響，如人為操作因素，操作人員在加工制造階段如果沒有依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行操作，那么加工出現(xiàn)來的零件就會存在瑕疵問題，難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。同時如果沒有及時有效的清楚切割時產(chǎn)生的垃圾，那么這些垃圾與雜物就容易堵住機(jī)械設(shè)備，這樣就會影響到機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)確度。另外，還存在加工工藝與機(jī)械設(shè)備的因素影響。如在薄壁零件制作階段，如果切割角度與切割儀器出現(xiàn)偏差問題，那么都會直接影響到零件的加工質(zhì)量與效率。

3 闡述強(qiáng)化薄壁零件數(shù)控車工加工工藝的對策

3.1 加強(qiáng)對零件特征的分析 選擇科學(xué)的工藝

針對于薄壁零件數(shù)控車工加工工藝來講，在實際加工操作階段，相關(guān)工作人員需要對零件特征進(jìn)行全面分析，然后根據(jù)實際情況來選擇相應(yīng)的加工工藝，這樣可以有效降低外在因素對薄壁零件質(zhì)量的影響，同時保障薄壁零件質(zhì)量可以符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外，在分析的過程中，工作人員需要重點(diǎn)探索薄壁零件變形的問題，全面掌握其變形規(guī)律和加工要素，避免因為受力因素而造成零件變形，這對于強(qiáng)化薄壁零件加工合格率方面有著一定的幫助[4]。同時還可以參考零件生產(chǎn)技術(shù)要求與加工受力要素來科學(xué)選擇加工位置，確保薄壁零件定位可以與原件之間的融合度滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，最為重要的是可以避免薄壁零件數(shù)控車加工階段會受到外力的影響，進(jìn)而出現(xiàn)質(zhì)量問題。此外，工序路線在薄壁零件加工中也十分關(guān)鍵，工作人員需要科學(xué)掌控零件定位基準(zhǔn)與夾緊方式，科學(xué)選擇夾具，確保薄壁零件的基準(zhǔn)可以相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

3.2 加工階段優(yōu)化切削參數(shù) 降低受熱影響

在對薄壁零件加工階段，因為受熱力而造成的薄壁零件質(zhì)量問題較為普遍，一旦出現(xiàn)這種問題，就會直接影響到企業(yè)單位的經(jīng)濟(jì)效益。所以，在這一背景下，工作人員應(yīng)優(yōu)化薄壁零件加工切削參數(shù)，降低受熱影響。例如在加工過程中，應(yīng)科學(xué)控制切削深度，雖然這種方式會增加走刀次數(shù)，但能夠全面規(guī)避零件受熱影響，進(jìn)而強(qiáng)化薄壁零件的整體質(zhì)量[5]。另外，切削速度參數(shù)也是受熱影響的因素，在切削階段，可以高速切削，這樣的方式既可以降低受熱影響，同時還可以避免薄壁零件變形問題的出現(xiàn)。

3.3 從整體角度考慮的加工工藝 科學(xué)選擇刀具

薄壁零件是一種緊密的零件類型，在加工階段，工作人員需要科學(xué)且合理的選擇加工工藝。例如針對于裝夾定位這一操作來講，一旦薄壁零件的厚度不符合相關(guān)裝夾標(biāo)準(zhǔn)，需要避免使用三爪卡盤，同時確保薄壁零件不會出現(xiàn)變形問題，最為重要的是要滿足加工要求。另外，相關(guān)工作人員還需要深入分析薄壁零件定位與可能導(dǎo)致其變形的因素，然后在這一基礎(chǔ)上合理選擇加工夾具與刀具，例如如果臨時需要增加薄壁零件厚度，那么刀具的選擇就需要依照實際情況進(jìn)行。針對于車刀來講，通常來講工作人員會選擇硬質(zhì)合金刀來進(jìn)行粗車。在進(jìn)行精加工時可以選擇鋒利的機(jī)夾刀，因為的這種刀具的精準(zhǔn)性與質(zhì)量都較好，不容易出現(xiàn)損傷且能夠長期使用，經(jīng)濟(jì)效益良好[6]。另外，在選擇鏜刀的過程中，相關(guān)工作人員就可以選擇及機(jī)夾刀，因為這類刀具的剛性較強(qiáng)，使用機(jī)夾刀既可以降低換刀時間，同時還可以減少外部力量對薄壁零件性能影響[7]。

圖1 薄壁零件加工刀具參數(shù)圖

3.4 重視和注意振動的影響

在薄壁零件加工階段，振動是影響薄壁零件數(shù)控車工加工質(zhì)量的關(guān)鍵要素。在這一背景下，工作人員需要重視和注意各項操作，確保施工工藝可以滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求，進(jìn)一步規(guī)范自身操作，規(guī)避由于自身操作不規(guī)范而導(dǎo)致薄壁零件出現(xiàn)質(zhì)量問題。如因為振動造成的薄壁零件變形，需要從根本上強(qiáng)化薄壁零件的合格率與質(zhì)量。

4 結(jié)束語

結(jié)合全文，在社會快速發(fā)展的背景下，對薄壁零件精準(zhǔn)度提出了較高的要求，所以，需要重視和關(guān)注薄壁零件數(shù)控車工加工工藝，對工藝的優(yōu)化進(jìn)行全面分析，借助有效的措施來加強(qiáng)薄壁零件生產(chǎn)質(zhì)量與效率，這樣的方式不僅可以滿足社會實際需求，同時還可以強(qiáng)化我國數(shù)控加工工藝水平，并且可以促進(jìn)行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。