典型薄壁零件數(shù)控銑削加工工藝研究

何純樸

（廣東省湛江市技師學(xué)院，廣東 湛江 524037）

薄壁零件廣泛應(yīng)用于我國工業(yè)發(fā)展的各個領(lǐng)域，但由于零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，導(dǎo)致在數(shù)控銑削過程中很容易出現(xiàn)各種各樣的問題，這種現(xiàn)象不僅會阻礙制約發(fā)展整個薄壁零件加工業(yè)，還會制約一些相關(guān)能夠使用到薄壁零件的其他領(lǐng)域的發(fā)展。例如，在當(dāng)今的航空航天領(lǐng)域中，應(yīng)用薄壁零件的現(xiàn)象越來越廣泛，而且這種工業(yè)需要薄壁零件的質(zhì)量達(dá)到了相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)，因此數(shù)控銑削加工工藝的成熟、發(fā)展與進(jìn)一步完善需要得到重視，以適應(yīng)時代的需求。本文詳細(xì)分析了薄壁零件加工中存在的問題，并針對這些相應(yīng)的問題提出了一些相關(guān)建議。

1 薄壁零件的現(xiàn)狀以及概況

鋁合金的整體結(jié)構(gòu)件的特點(diǎn)是具有薄壁化、輕量化、強(qiáng)度高和耐腐蝕性強(qiáng)，也正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)可以使得飛行器在高速高性能的運(yùn)轉(zhuǎn)下對零件較高的要求得到滿足，因此，薄壁零件在航空航天領(lǐng)域中逐步登場，并且被應(yīng)用得越來越廣泛?，F(xiàn)階段，我們一般采用數(shù)控銑削的加工技術(shù)進(jìn)行薄壁零件的加工、處理、生產(chǎn)。但由于薄壁零件復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，以及它的剛度比較低，容易出現(xiàn)形變的問題，導(dǎo)致薄壁零件在進(jìn)行數(shù)控銑削加工的過程中非常容易出現(xiàn)變形的情況，造成薄壁厚度上下不均衡以及尺寸大小不合適，超過或少于預(yù)期的目標(biāo)等一系列的問題，使得薄壁零件的整體質(zhì)量下滑，精準(zhǔn)度達(dá)不到航空航天領(lǐng)域中的要求。

現(xiàn)如今，為了保證數(shù)控銑削加工工藝的精準(zhǔn)度，一般的加工工廠都會在對薄壁零件的加工中采用在最后的精細(xì)加工后，再進(jìn)行無進(jìn)給光切幾次，這樣雖然能夠提升薄壁零件的質(zhì)量，但卻造成了更多不必要的消耗，浪費(fèi)時間，使生產(chǎn)效率降低，除此之外，還極易因?yàn)榈毒叩暮蟮睹嬖诠ぜ目障吨醒氲囊恍埩舻募?xì)渣導(dǎo)致薄壁零件的加工表面變得不光滑。為了解決現(xiàn)階段工廠面臨的加工工藝上的困難，如何解決薄壁零件在數(shù)控銑削加工過程中出現(xiàn)的形變問題，以及高效率的制造保質(zhì)保量的薄壁零件成為現(xiàn)如今的主要研究方向。

2 數(shù)控銑削加工典型薄壁零件容易出現(xiàn)的問題以及導(dǎo)致出現(xiàn)這些問題的相關(guān)原因

2.1 對典型薄壁零件進(jìn)行數(shù)控銑削加工容易出現(xiàn)的問題

加工薄壁零件的過程中，我們一般都會要求精細(xì)操作使得最終獲得高質(zhì)量的薄壁零件，但是，典型的薄壁零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，致使在對它進(jìn)行加工的過程中比較容易出現(xiàn)一些預(yù)期之外的問題。切削力把握不精準(zhǔn)會直接影響加工的薄壁零件的質(zhì)量問題，會使得薄壁零件容易發(fā)生變形并且精準(zhǔn)度達(dá)不到預(yù)期值。除此之外，薄壁零件除了受到切削力會導(dǎo)致變形，刀片是否破損以及加工過熱的影響等各類的因素也會導(dǎo)致薄壁零件出現(xiàn)變形進(jìn)而導(dǎo)致其整體的精準(zhǔn)度的偏差。綜上所述，為了使薄壁零件能更好地應(yīng)用在各個領(lǐng)域中，進(jìn)而使整個中國社會的發(fā)展得到推動，及時有效地解決數(shù)控銑削加工薄壁零件時出現(xiàn)的變形問題十分必要。

2.2 典型薄壁零件出現(xiàn)變形的具體原因

上文提過，數(shù)控銑削加工薄壁零件的過程中，出現(xiàn)的最大問題就是薄壁零件的變形問題，它會使得薄壁零件的精準(zhǔn)度受到很大的影響，所以，從薄壁零件的數(shù)控銑削加工中找到發(fā)生形變的具體原因十分關(guān)鍵，以此針對這些原因找到合適的措施來改善這種情況。

（1）原因就是加工熱的影響。這是因?yàn)楸”诹慵牟牧辖Y(jié)構(gòu)以及它特殊的外形導(dǎo)致的，從而使得薄壁零件因?yàn)榧庸岬挠绊懗霈F(xiàn)相應(yīng)的形變發(fā)生。

（2）加工刀具造成的影響。進(jìn)行銑削過程中的加工刀具會隨著時間的推移出現(xiàn)一定的變化，比如，刀具上面出現(xiàn)缺口這回事的薄壁零件很有可能遭到破壞。

（3）在裝夾過程中造成的影響，這也是因?yàn)楸”诓牧系牟牧咸卣鲗?dǎo)致的，會使得其在裝夾的過程中容易出現(xiàn)變形，進(jìn)而導(dǎo)致薄壁零件的質(zhì)量下降不能被更好地利用。

（4）不同的下刀方式導(dǎo)致的變形，由于不同的零件所適應(yīng)的下刀方式也并不相同，因此錯誤的下刀方式會使得薄壁零件出現(xiàn)形變，最終導(dǎo)致薄壁零件的質(zhì)量不合格。

3 改善數(shù)控銑削加工典型薄壁零件工藝的方法

3.1 從優(yōu)化加工材料入手

通過上文分析可知，由于薄壁零件的特殊材料特性會使得其在裝夾過程以及加工熱的過程中出現(xiàn)形變，所以我們應(yīng)當(dāng)尋找更加合適的加工材料來克服這個問題，以使薄壁零件在加工的過程中不受加工熱以及裝夾過程的影響。首先，為了抵御薄壁零件在數(shù)控銑削加工中遭受的加工熱的影響，我們應(yīng)當(dāng)選取相應(yīng)的不因加工熱而出現(xiàn)形變材料來制作薄壁零件，進(jìn)而減少薄壁材料的變質(zhì)。除此之外，由于薄壁材料在通常情況下會運(yùn)用航空領(lǐng)域等對材料性質(zhì)要求較高的領(lǐng)域中，因此我們要保證薄壁材料的精準(zhǔn)度達(dá)到一個很高的水平，而選擇更加優(yōu)質(zhì)的材料來有效地保證薄壁材料的質(zhì)量就是十分重要的措施，完成這項(xiàng)工作進(jìn)而使得其擁有更加廣泛的應(yīng)用范圍。

3.2 完善優(yōu)化數(shù)控銑削的工藝流程

使用薄壁零件的領(lǐng)域十分廣泛，近年來，薄壁材料還被應(yīng)用到了航空領(lǐng)域中，并且在航空領(lǐng)域里面取得了不錯的成效。然而這也導(dǎo)致了一個問題的出現(xiàn)，由于航空領(lǐng)域?qū)τ诒”诹慵^高的質(zhì)量以及精準(zhǔn)度有著很嚴(yán)格的要求，這是由于航空領(lǐng)域中出現(xiàn)的一點(diǎn)小小的紕漏就可能會導(dǎo)致嚴(yán)重后果，如果情況嚴(yán)重，甚至可能會阻礙整個社會的發(fā)展。如此一來，為了使薄壁零件的質(zhì)量以及精準(zhǔn)度得到提高，我們可以從改進(jìn)完善數(shù)控銑削加工流程入手。第一個要注意的就是要嚴(yán)格選取合適且優(yōu)質(zhì)的加工刀具，除此之外，還要選擇合適的切削參數(shù)，這都是進(jìn)行加工之前要充分準(zhǔn)備好的工作，這是因?yàn)樵跀?shù)控銑削的具體加工流程里，有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，薄壁零件的整體效果不好往往就是由于加工流程中出現(xiàn)了錯亂導(dǎo)致的。因此，優(yōu)化數(shù)控銑削加工典型薄壁零件的過程，還是為了其能在更多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用，從而推動整個中國社會的發(fā)展。

3.3 設(shè)置更加合理的切削參數(shù)

對切削參數(shù)進(jìn)行選取是薄壁零件在數(shù)控銑削加工過程中必不可少的步驟，并且切削參數(shù)的選取是否合適與薄壁零件的精準(zhǔn)度問題息息相關(guān)，因此，我們必須綜合各種因素以及結(jié)合實(shí)際情況來慎重地選取最佳的切削參數(shù)。而切削參數(shù)的選取具體又要考慮很多的因素，比如，銑刀切削的速度、主軸的轉(zhuǎn)速大小、以及刀具的尺寸等，只有把各方面的所有因素考慮齊全，才可以使得數(shù)控銑削的工作過程更加保質(zhì)保量，進(jìn)而使得薄壁零件的質(zhì)量達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，切削參數(shù)的選擇情況又會根據(jù)不同的加工材料以及工具材料出現(xiàn)很大的變化，如此一來，就要根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行選取。有效地解決好這種因素，可以使得薄壁零件的質(zhì)量得到實(shí)質(zhì)性的提高，進(jìn)而達(dá)到那些對零件精準(zhǔn)度高要求的領(lǐng)域的要求，從而促進(jìn)薄壁零件的廣泛使用。

3.4 制作合適的工件裝夾方案，提高工件加工質(zhì)量

除了選擇合適的切削參數(shù)，裝夾的方案也是我們必須要考慮的，薄壁零件在加工過程中出現(xiàn)形變，其中有一部分原因就是因?yàn)檠b夾方案不合適，在裝夾力的作用下，工件容易產(chǎn)生變形導(dǎo)致的。當(dāng)?shù)毒咔邢骷庸すぜr，“過切”或“欠切”現(xiàn)象常常會發(fā)生，這兩種現(xiàn)象會導(dǎo)致工件的表面上出現(xiàn)幾何的誤差變形，導(dǎo)致加工質(zhì)量受到影響。因此，就剛性不太好的薄壁結(jié)構(gòu)件而言，裝夾工作是導(dǎo)致工件出現(xiàn)變形的一個重要原因。裝夾工作是否合適在數(shù)控銑削過程中將會直接影響薄壁零件的精度、表面的品質(zhì)狀況、生產(chǎn)效率以及消耗的成本。在薄壁零件方案的制定過程中，第一件要關(guān)注的事情就是零件的結(jié)構(gòu)特征以及加工技術(shù)的要求，要根據(jù)這些對薄壁零件進(jìn)行加工的過程中進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)分析與計(jì)算，找出零件容易變形的位置。除此之外，要重視位置與夾緊力選擇以及夾緊的方式，使得工件受到更小的作用力以及力矩，進(jìn)而使得零件不受損壞，最終使得薄壁零件的精度達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

4 結(jié)語

薄壁零件在航空等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，與此同時，這意味著現(xiàn)階段對加工出來的薄壁零件的質(zhì)量要求也逐步上升。而數(shù)控銑削加工工藝是加工薄壁零件的手段，因此，必須不斷地改良與完善數(shù)控銑削工藝，進(jìn)而提升薄壁零件的質(zhì)量，使其能夠更廣泛地得以應(yīng)用。本文根據(jù)如何在數(shù)控銑削加工的過程中提高薄壁零件的質(zhì)量提出了一些相關(guān)的要求與建議，希望能夠改善相關(guān)工藝，推進(jìn)航空等領(lǐng)域的發(fā)展。