薄壁零件數控加工工藝質量改進策略研究

王震（渤海船舶職業學院，遼寧葫蘆島　125005）

?

薄壁零件數控加工工藝質量改進策略研究

王震
（渤海船舶職業學院，遼寧葫蘆島125005）

【摘 要】在計算機技術飛速發展的今天，通過計算機技術與仿真技術的結合，薄壁零件數控加工工藝取得了很大的進步，其逐漸的從不成熟的工藝走向高新科技的工程科學。以往的薄壁零件數控加工技術研究都是通過傳統的經驗來進行研究，現在正在轉變為科學性的分析。薄壁零件自身的特點使其在數控加工過程中容易產生變形而且很難加以控制，導致產品的質量差異較大。本文通過對加工過程中會對工藝產生影響的因素進行分析，提出了一些提高薄壁零件數控加工工藝質量的改進策略。

【關鍵詞】薄壁零件加工工藝策略

1　引言

隨著工藝的不斷發展，薄壁零件的數控加工技術越發的成熟，其作為現代高新產業的基礎力量，已然成為國家制造技術先進與否的指標。此項技術在普通的數控機床上仍然可以加工薄壁零件，所產出的零件涉及到各個工業領域，還包括軍事和航空航天等高要求領域。在整個薄壁零件數控加工技術發展過程，貢獻最大的莫過于計算機技術，通過其和仿真技術結合運用在精密度極高的機床上，極大地減小了零件的變形。

2　影響薄壁零件數控加工工藝質量的因素

現代高科產業無不追求其所產出的工件的精度，但要保證高精度又非常的難。雖然薄壁零件具有質量小的優點，然而隨之而來的弊端是剛性也小，并且結構相對復雜，因此在加工過程中非常容易受到破壞，所以想要提升精度，就需要仔細的分析影響精度的各種因素，從中找出最好的改進方法。

2.1零件精度受裝夾的影響

零件本身的剛度對零件加工精度有很大的影響，在加工過程中，必須仔細選擇零件的位置和夾緊的裝置，仔細的分析應力變形的部位和其作用方向，也可以選用專用的夾具來解決零件裝夾時產生變形的問題。除了改進裝置外，還可以提高零件自身的剛度來抵抗變形，其中最常見的方法就是臨時加厚工件的外壁，等施工完成后除去臨時增加的材料。

2.2切削受切削角的影響

通過實驗證明，在各個幾何參數確定且保持不變時，切削力受多方面因素影響，而占主要的因素則是切削角，適當的改變前后角，可以非常顯著的降低變形和摩擦力，以達到減小切削力的目的，有效地限制了零件的變形。另外，加工時的偏角也會影響到加工的精度，分配權由主偏角決定，剛性比較弱的零件，其主偏角盡量偏向90°。

2.3走刀的方式與路徑

走刀方式和路徑也會影響到加工的精度，改進這個因素可以大幅的提高零件的加工精度，同時有效地提高了零件的質量。走刀方式有很多種，其中一次性和階梯式粗加工法這兩種新型方法能夠使粗加工高效的進行。傳統的走刀方式弊病甚多，新的方式克服了傳統的弊病，能提高加工精度，對提高零件的質量起到了一定的作用。

2.4工序工藝路線

想要提高零件質量，就需要找出數控加工過程中零件變形的規律，對其進行詳細分析，然后針對分析結果制定有效的工序工藝路線，這是最直接的解決零件變形的方法。在整個數控加工工藝過程中，對零件進行受力分析，再由分析結果選擇出最適合的定位，同時定位面必須和零件的原件緊密結合以防止加工過程中產生振動破壞。因此，在加工過程中，其零件和夾具必須合理分配。

3　數控加工工藝質量改進策略

在數控加工過程中，為了保證加工工藝的質量，前期嚴密的設計至關重要，采用的方法主要是利用仿真技術對整個工藝進行模擬，然后結合系統的特性對其進行改進。數控加工時包括兩個仿真過程，將一系列工件看成剛體，然后用刀具路徑檢查宏觀上誤差的過程為幾何仿真，將一系列工件看成彈塑性體，制作簡易模型進行微觀誤差分析的過程是物理仿真。

3.1對仿真數控工藝質量改進

這里通過具體的公式KU=F對其進行分析，其中的K為剛度矩陣，F為載荷列陣，U表示工件的變形。從公式看出，當剛度矩陣一定時，工件的載荷列陣F和變形U成反比，因此，要減小零件的變形，可以使剛度矩陣K提高或者使荷載列陣F減小。這種方法是從實際試驗中得出的行之有效的方法，理論與實際相結合，可以有效地提高薄壁零件數控加工工藝的質量。

3.2增加主動操作修正刀具路徑

工件的變形對零件質量有著非常大的影響，因此，在選擇刀具的路徑前必須先考慮工件可能產生的變形。隨著薄壁零件輕量化的推廣，其對技術的要求也越來越高，數控加工技術想要進一步發展，就必須要突破薄壁零件的剛度問題。由于薄壁零件的低剛度，使其在數控加工過程中極易產生變形。因此，在加工前必須要考慮可能發生的變形，這就要求在整個加工過程中仔細觀察各種狀態，隨時修改刀具的路徑，確保刀具的路徑不脫離正確的軌道，避免偏差引起工件質量降低。

3.3改進零件裝夾方式

在裝夾時裝夾力也會很大程度上影響薄壁零件數控加工工藝的質量，由于薄壁零件剛度較小，如果在裝夾時裝夾力過大，很容易導致零件變形，這樣很影響零件的精度和質量，加工過程中還存在一個與夾緊力相對應的支撐力，二者側重的位置不同，支撐力作用在強度弱的面上，以此來增大零件的強度，而夾緊力會降低零件的剛度，應使夾緊力作用在剛度大的面上。這樣，使二者互相補充，科學的降低了薄壁零件的變形可能，非常有效的控制了零件的變形。除了方法上需要做此改進外，裝夾工具也需要改進，裝夾前，需要仔細分析和選取裝夾位置，專業分析工件上的盈利，采用先進的裝夾裝置，以求最大限度的降低在夾緊過程中產生的變形。

4　結語

隨著現代工藝的迅速發展，薄壁零件數控加工技術越來越普及，同時對零件質量的要求也越來越高。在薄壁零件的加工過程中，必須嚴格把關，仔細分析各種影響質量的因素，提前做好每個影響因素的解決方案。本文強調了各種對工件質量產生影響的因素，并逐個提出對策，通過對因素進行具體的分析，科學的應對，以提高薄壁零件數控加工工藝的質量，積極推動現代化工業的發展。

參考文獻：

［1］馬廣.鋁合金薄壁零件數控加工夾具問題探討.《制造技術與機床》，2014年11期.

［2］李盼.薄壁零件數控加工工藝質量改進分析.《電子測試》，2013 年21期.

［3］任國柱，董旭，臧繼嵩.復雜異形橢圓薄壁零件數控加工工藝分析.《煤礦機械》.2012年10期.

［4］王占禮，朱丹，胡艷娟.薄壁件數控加工物理仿真研究現狀與發展趨勢.《機床與液壓》，2014年3期.