對薄壁零件數控車工加工工藝分析

曹二文

摘 要 新世紀是提倡節約能源，保護環境的時代。薄壁零件以重量輕、節約材料和結構緊湊等優點在各個行業得以廣泛應用。然而薄壁零件由于其剛性差和強度弱，在機械加工中很容易變形，導致加工精度難以確保。因此，本文對薄壁零件的數控車工加工工藝進行了分析，以期提高其加工精度，內容僅供業內人士參考。

關鍵詞 薄壁零件 數控車工 加工工藝

0前言

薄壁零件的精度和質量在數控加工工藝中的重要性可想而知，不僅是產品核心競爭力的代表，更是決定國家的加工水平先進與否的重要因素。然而現階段的薄壁零件在加工過程中存在影響因素，制約了其加工精度的提高，因此，加強對薄壁零件數控車工加工工藝分析，提高加工質量迫在眉睫。

1影響薄壁零件數控加工精度的因素

1.1工件的裝夾工藝產生的變形

無論哪種裝夾方式薄壁零件的裝夾工藝問題都是制造過程中的首要條件，由于薄壁零件自身的結構特點，如果夾緊力支撐點選擇不當容易引起彈性變形從而影響到零件的形狀精度、尺寸精度、位置精度。除此之外，在薄壁零件的實際加工過程中，其加工時的夾緊力和切削力之間會由于力的作用而產生一定的耦合作用，從而使得殘余應力分布在工件的周圍，這種情況下就會使得工件變形，影響其加工精度。所以說，在薄壁零件的生產加工過程中，裝夾工藝是其產生變形的主要影響因素之一。

1.2受熱產生的變形

在高負荷的工作強度下數控車常年受熱，薄壁零件在切削時或多或少會因此而變形，導致零件加工精度下降、質量不合格。換一種方式說，這種類型的誤差是不可避免的，因為在數控車運行精車、半精車或粗工加工程序時必然會產生切削熱，而零件特別是薄壁零件必然會因受熱發生變形。此外，在選擇加工過程中的冷卻液時，選擇的不合理也會造成嚴重的熱變形，而不同的加工工藝需要相對應的加工方法，因此，有關人員在對其熱變形進行預防的時候，可以從這方面進行考慮。

1.3加工刀具產生的變形

在薄壁零件的加工過程中，刀具的主偏角一般決定徑向的切削力和零件的分配角度，對于薄壁零件來說，它的剛性較差刀具的角度問題會直接造成零件表面粗糙度的不均勻。在實際加工的過程中，如果加工人員沒有按照規定的要求選擇合適的刀具，這就會使得刀具在實際運行的過程中造成切削力的大小不符合加工要求，進而影響加工精度，引起薄壁零件的變形。此外，切削量也是影響其加工變形的另一個重要因素，尤其在精車時由于車削量的過大，車削流的方向逆轉形成堵塞，都會造成加工過程中零件的變形以及表面尺寸的偏差。

1.4加工方案不當產生的變形

對于零件的加工分好幾個步驟，而不同方案肯定能影響到一定的產品質量，在進行設計薄壁零件時要綜合考慮選擇最合理最規范的操作工序。此外，切削加工之后，其多余材料的走向也會對薄壁零件產生一定的變形影響，主要是因為剩余加工材料的走向某種程度上會產生一定的力作用，這些力的方向是影響其變形的主要因素，因此，有關人員在進行薄壁零件數控加工的過程中，還要對切削后的多余材料的走向進行綜合考慮。

2改進薄壁零件在數控車工加工工藝的措施

2.1夾具設計的優化

薄壁零件的相對重量比較輕、強度比較低以及剛性比較差，使得薄壁零件的常規裝夾方法給工件造成影響，這種影響大都是因為熱變形和軸向切削力引起的彎曲、變形，為了改這一現狀就必須擁有專用的加工夾具。因此，在選擇薄壁零件的夾具時，需要根據薄壁零件的特點和性能，進行夾具的設計。此外還可以利用新的夾具設計，例如真空吸附式工作臺進行裝夾定位，在加工時按照待加工零件大小，在工作臺表面槽內壓入密封條，將零件放置在密封條上，啟動真空發生器，工作臺底層真空吸盤內形成負壓腔，工作臺面密封條范圍內形成局部真空，使零件被緊緊地壓在工作臺上，從而極大地減弱了工件的震動和變形以及壓板壓緊點對零件造成的影響，提高了加工質量和加工效率。

2.2改善零件結構工藝

加工薄壁零件的難點根源在于其剛性差和強度弱，雖然不能從根本解決這個問題，但是我們能對具體的薄壁零件用途進行分析，盡可能降低誤差因素。例如增加工藝筋條，在型腔內填充石蠟或熔點低的合金等等。

2.3選擇合適的刀具

在對薄壁零件進行加工時，需要對刀具進行合理的選取。一般情況下，選取90度的硬質合金車刀進行粗車與精車的過程，如果是進行螺紋的車削一般選取機夾刀比較好，這是由于機夾刀的精度比較高，即使刀尖損壞后仍可以進行其更換，其次是鏜孔刀的選擇，要是在加工的過程中，進行的是內孔加工工藝，那么選擇內孔的機夾鏜刀是最好的方法，這種刀具不僅具有較強的剛性和韌性，并且不需要進行刃磨，避免出現加工過程中振動變形。

2.4制定最優的數控車工加工方案

在前文中有提到很多誤差因素是不可避免的，我們只能盡可能減弱其影響，此外我們還要綜合所有參數整體考慮以制定出最優的方案，這是保證薄壁零件數控車工加工工藝質量的關鍵。在生產之前，加工人員需要根據零件的加工圖紙進行分析，并根據實際情況選擇合適的加工工序和刀具，接下來對加工位置、刀具角度和走向、余料走向等進行詳細劃分，提高加工精度。

2.5選擇合適的切削力

薄壁零件在加工過程中，所使用切削力的大小對零件的變形也會產生一定的影響，減少車削的力度，雖然會增加車削過程中的進刀次數，但是可以避免零件在加工過程中車削力的過大造成零件的變形。此外，加工速度對切削力有著直接的影響，因此在加工過程中，加工人員可以采用高速車削的方法來減弱切削力，避免溫度過高導致零件變形。

3結束語

綜上所述，本文主要對薄壁零件數控車工加工工藝對其精度的影響因素進行了分析，具體內容為：工件的裝夾工藝產生的變形、受熱產生的變形、加工刀具產生的變形、加工方案不當產生的變形，并且針對影響因素，提出了改進薄壁零件在數控車工加工工藝的措施，這對于提高薄壁零件數控加工精度具有十分重要的作用和意義。

參考文獻

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