薄壁零件的機(jī)械加工工藝過程研究

王旭暉

（沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110045）

對于薄壁零件加工工藝過程而言，因?yàn)槠渥陨硖匦猿３霈F(xiàn)變形等問題，為了減少工藝零件質(zhì)量不足產(chǎn)生的影響，要踐行標(biāo)準(zhǔn)化加工處理方案，打造更加合理高效的加工質(zhì)量控制機(jī)制，促進(jìn)工藝水平的全面提升。

1 薄壁零件機(jī)械加工的特點(diǎn)

在薄壁零件機(jī)械加工操作中，加工精度是保證其應(yīng)用質(zhì)量的根本，但是，加工精度水平會受到加工零件以及刀具等外界因素的影響，造成一系列加工誤差，基于此，在制定薄壁零件機(jī)械加工工藝過程時，要對影響精度的要素予以關(guān)注，確保能針對性地處理，才能保證加工的基本質(zhì)量滿足預(yù)期要求。

1.1 判定影響加工精度的因素

為了減少誤差對加工精度產(chǎn)生的不良影響，在機(jī)械加工處理工序中，要對可能產(chǎn)生影響的因素予以判定分析，從而打造更完整的薄壁零件機(jī)械加工處理方案。影響加工精度的因素主要有以下幾個方面：（1）刀具的基本質(zhì)量。刀具的質(zhì)量和應(yīng)用便捷性會直接影響加工操作的實(shí)效性。另外，刀具受到的外力影響以及變形程度也會形成作用；（2）機(jī)械加工機(jī)床的幾何精度以及剛性。作為基礎(chǔ)參數(shù)，其整體水平會不同程度地影響薄壁零件機(jī)械加工質(zhì)量；（3）夾具的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和受力情況。在薄壁零件加工處理過程中，裝夾方式也會形成不同程度的作用；（4）切削過程中切削液的成分。

1.2 判定變形產(chǎn)生的原因

對于薄壁零件機(jī)械加工工作而言，變形問題是造成整體質(zhì)量失衡的關(guān)鍵，因此，必須重點(diǎn)關(guān)注變形產(chǎn)生的原因，從而制定更加完整的處理方案，以便于提升薄壁零件機(jī)械加工的質(zhì)量，落實(shí)更加合理的加工處理方案。變形產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面：（1）操作人員在實(shí)際薄壁零件機(jī)械加工處理過程中，由于焊接操作不當(dāng)造成元件變形，尤其是鋼板焊接部件，若是焊接應(yīng)力無法全部消除，則會造成應(yīng)用運(yùn)行的質(zhì)量受限，甚至?xí)?dǎo)致薄壁零件在后期應(yīng)用中出現(xiàn)應(yīng)力釋放等現(xiàn)象，使得零件出現(xiàn)嚴(yán)重的變形問題。（2）在薄壁零件機(jī)械加工裝夾過程中，變形問題出現(xiàn)的概率也較大。主要是因?yàn)榧庸こ绦蜉^為繁瑣，裝夾程序也非常多，每個工序都要完成裝夾處理和操作，任何一個環(huán)節(jié)沒有完全按照標(biāo)準(zhǔn)操作流程進(jìn)行都會出現(xiàn)變形隱患。（3）在加工處理工序中，應(yīng)用刀具完成處理工作，若是刀具不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，就會出現(xiàn)切割應(yīng)力不滿足基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象出現(xiàn)。此時，需要專業(yè)人員對切割應(yīng)力進(jìn)行控制，以保證零件能在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。（4）薄壁零件機(jī)械加工工序較多，在生產(chǎn)結(jié)束后，要進(jìn)行集中的校驗(yàn)分析，一般會采取壓力測試，此時，出現(xiàn)變形也非常常見，造成相應(yīng)的零件不能發(fā)揮其實(shí)際作用。

2 提高薄壁零件機(jī)械加工水平的策略

為了提升薄壁零件機(jī)械加工的整體水平，相關(guān)技術(shù)部門要積極踐行完整的控制機(jī)制和處理方案，打造更加有效規(guī)范的應(yīng)用模式，從影響因素出發(fā)，保證對應(yīng)的技術(shù)控制方案能符合薄壁零件機(jī)械加工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 優(yōu)化剛度參數(shù)

要想全面優(yōu)化薄壁零件機(jī)械加工的質(zhì)量，在實(shí)際加工處理工序中，就要提升元件的剛度參數(shù)，并且增大工件單元和機(jī)械接觸面積，確保能減少薄壁零件出現(xiàn)變形的概率，從而滿足質(zhì)量要求和生產(chǎn)規(guī)范。與此同時，技術(shù)人員還要促進(jìn)薄壁零件工藝剛度的優(yōu)化，保證荷載量能在規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)，減少零件之間的間隙，從而降低薄壁零件出現(xiàn)變形的概率。值得一提的是，在選擇具體材料的過程中，要盡量采取彈性較高且模量較大的材料，優(yōu)化硬度，維持工藝剛度。

2.2 優(yōu)化裝夾過程

正如前文所說，對于薄壁零件機(jī)械加工處理過程而言，裝夾操作較多且具有重要的影響，因此，要保證零件加工的綜合效果，就要提升裝夾工序的完整性，有效提升其綜合水平。在傳統(tǒng)的裝夾處理方案中，三抓卡盤、虎鉗以及壓板是較為普遍的處理方式，弊端就是造成應(yīng)力的過度集中，夾緊的位置會出現(xiàn)嚴(yán)重的變形問題?；诖耍诩夹g(shù)全面革新的時代背景下，要結(jié)合其應(yīng)用原理落實(shí)對應(yīng)的改進(jìn)方案，確保能避免變形的產(chǎn)生。

一方面，保證薄壁零件和裝夾位置的基礎(chǔ)面積逐漸增多，減少單位面積內(nèi)的壓強(qiáng)，從而確保薄壁零件在裝夾過程中的受力更加均勻，提升裝夾程序的合理性，避免嚴(yán)重的變形問題對零部件加工造成的影響。另一方面，操作人員要盡量選取適宜的夾具完成裝夾處理工作。若是薄壁零件粗加工，則適當(dāng)增大裝夾力度和零件與夾的緊密度，有效提升強(qiáng)度和硬度，減少變形概率。而在薄壁零件精加工的過程中，則要對工藝要求予以細(xì)化處理，利用高契合度的夾具完成薄壁零件裝夾工序，避免變形問題造成的影響。除此之外，操作人員也要對裝夾力的作用點(diǎn)予以掛住和細(xì)化處理，有效轉(zhuǎn)移的同時保證徑向裝夾、橫向裝夾的合理性，從而減少裝夾中應(yīng)力變大的問題，盡量避免薄壁零件加工變形。

2.3 優(yōu)化切削過程

若是其他因素和處理?xiàng)l件不變，則要對工時和走刀軌跡予以優(yōu)化，確保相應(yīng)技術(shù)處理方案的完整性和規(guī)范性。主要內(nèi)容包括：

（1）要對走刀軌跡進(jìn)行集中的控制和約束處理，一般是采取行切和環(huán)切兩種，相較于行切，環(huán)切的切削力更加均勻，能更好地促進(jìn)應(yīng)力的釋放，保證薄壁零件機(jī)械加工精度符合預(yù)期。而對于一些對稱腔體，則要借助分層環(huán)切的方式，提升精加工質(zhì)量的同時，確保薄壁零件不會出現(xiàn)變形問題。與此同時，對外壁加工時，要利用單邊順銑的方式降低變形率，維持單邊受力的同時控制紋理一致性，從而一定程度上提高薄壁零件機(jī)械加工的整體水平，滿足質(zhì)量要求和控制標(biāo)準(zhǔn)。（2）為了維持薄壁零件機(jī)械加工的綜合水平，操作人員在實(shí)際加工處理過程中，也要對切削用量予以關(guān)注，切削用量和切削力之間有一定的正比例關(guān)系，對應(yīng)的切削量降低，則零部件變形的發(fā)生概率也會隨之降低，卻存在延長加工時間的弊端。基于此，操作人員要想在滿足進(jìn)度要求的基礎(chǔ)上落實(shí)質(zhì)量控制方案，就要對切削量的加工精度予以科學(xué)化規(guī)范，著重約束背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度，滿足加工精度的基本要求，在合理選取對應(yīng)處理刀具的同時，按照標(biāo)準(zhǔn)化流程完成技術(shù)處理工作，減少變形概率。（3）要對切削熱量予以集中的控制和處理。對于薄壁零件機(jī)械加工工藝體系而言，刀具和薄壁零件的接觸過程就會因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生相應(yīng)的熱量，溫度上升必然會形成變形趨勢，制約薄壁零件的應(yīng)用質(zhì)量。基于此，操作人員在實(shí)際工作處理過程中，要盡量對熱量予以集中控制和處理，在維持加工工序完整性的同時，確保變量關(guān)系符合要求。值得一提的是，切屑、工件、介質(zhì)等都是產(chǎn)生熱量的關(guān)鍵因素，為了減少切削熱造成的影響，就要從影響因素入手，減少切屑數(shù)量、維持介質(zhì)參數(shù)范圍、優(yōu)選工件種類，從而保證薄壁零件機(jī)械加工的合理性。

2.4 優(yōu)化刀具處理過程

為了全面提高薄壁零件機(jī)械加工的質(zhì)量，就要對刀具的角度和速度等進(jìn)行集中的處理，若是速度較慢，則會出現(xiàn)薄壁零件外力系數(shù)增大導(dǎo)致變形的問題，所以要結(jié)合操作進(jìn)度和元件尺寸、質(zhì)量要求等多種因素將刀具應(yīng)用速度控制在規(guī)范數(shù)值內(nèi)。另外，要保證切割角度符合標(biāo)準(zhǔn)，角度的偏移會造成不規(guī)范問題，因此，結(jié)合薄壁零件機(jī)械加工要求選取適宜的角度，以保證加工效果符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 優(yōu)選切削液

切削液是薄壁零件機(jī)械加工中常用的物質(zhì)，要保證用量符合標(biāo)準(zhǔn)，減少刀具或者是加工部件銹蝕問題，滿足潤滑要求的基礎(chǔ)上，借助切削液氣化帶走熱量，從而降低熱量造成變形的幾率，提升應(yīng)用效果。

3 結(jié)語

在薄壁零件機(jī)械加工工藝體系內(nèi)，要結(jié)合具體應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和要求，維持加工精度的同時，建立完整的工藝控制方案，優(yōu)選相應(yīng)設(shè)備和材料，減少變形造成的質(zhì)量問題，進(jìn)一步規(guī)范薄壁零件加工工作。