薄壁零件的機械加工工藝分析

張澤賢　肖雨　韓文仲　周遠

摘 要：零件加工中，作業人員要先了解薄壁零件的功能及工藝特點，根據實際情況進行機械加工，在粗加工和成型精加工等環節，從薄壁零件的特性出發，通過采取有效的加工工藝，保證薄壁零件的加工質量，更重要的是促進薄壁零件加工水平再次提升。本文以零件加工為探討話題，重點介紹薄壁零件的機械加工過程及工藝技術，由此增強作業人員的安全意識和專業技能。

關鍵詞：薄壁零件 機械加工 影響因素 加工工藝

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（c）-0118-02

現如今薄壁零件已經引起了機械加工行業的密切關注，加強加工工藝創新，改進機械加工方式，同時加強對加工過程的高度關注，運用完善的管理制度，嚴格要求作業人員，并對加工過程提出嚴格的技術規定，便于提高作業人員的專業技術[1]。分析機械加工質量的影響因素，根據薄壁零件的尺寸和形狀，有效控制誤差，根據加工零件與道具在加工環節的位置關系來判定零件加工精度，在此基礎上，不僅確保零件加工精度，還更好的保護了零件的幾何精度與剛性。

1 薄壁零件加工質量的影響因素

機械加工精度指的是在理想狀態下，零件機械加工的尺寸和形狀與設定要求之間的誤差大小。由于加工刀具不同，導致零件加工精度不同，因此在加工的整個過程中，需要對各種類型的零件的尺寸進行準確把握，避免出現較大的加工誤差，有效減少加工工藝對薄壁零件質量的影響[2]。影響零件加工精度的主要因素有：機床幾何精度和剛性、刀具形狀及變形特性、零件形狀，實踐得知，目前在薄壁零件加工中出現的形變情況其主要原因體現在這些方面：焊接工藝的影響：當前大部分的零件都是采用鋼板焊接方法，有一部分鋁質零件在加工過程中，由于焊接應力未及時消除，后續生產中這些應力被釋放出來，最終導致零件發生形狀變化。由于裝夾過程出現失誤導致零件變形，因為加工環節需要對每個零件進行裝夾操作，但是部分人員在此環節未采用合適的裝夾工藝，造成零件形變[3]。

2 薄壁零件的加工特色

薄壁零件在加工環節的工藝特點是特殊的，實際加工中，需要高度重視加工過程，拿鋁制材料來說，這種材料自身的韌性、可塑性、粘附性都很強，無法對其進行分離切削，由于加工過程中，刀瘤的出現影響到后續工作的順利開展[4]。部分鋁合金薄壁零件的剛性比較差，所以在使用過程中，需要嚴格控制其加工工藝，密切關注薄壁零件的機械加工過程，利用有效的加工技術及刀具實現有效切削，避免材料發生塑性變形，這樣可更好的滿足生產需求。

3 薄壁零件的機械加工過程及主要工藝

3.1 機械加工前的準備工作

了解待加工材料的幾何特性，明確待加工材料的屬性對加工精度的影響程度，以提高加工精度為主，了解毛坯初始殘余應力與截面尺寸和形變之間的關系，根據加工過程薄壁零件內部殘余應力的變化，了解變形程度及影響范圍，便于提高安全意識[5]。切削工藝和刀具的選擇時加工精度的主要影響條件之一，為了防止薄壁零件發生形變，提前了解待加工材料的可塑性，便于有效控制加工環節熱應力與加工切削抗力的共同作用。裝夾是加工工藝的準備工作，需要提前做好加工前的技術準備，如果裝夾力過大，薄壁零件在加工過程中因為擠壓而變形，不僅造成工位移動，還導致機械加工的質量不符合規定。

3.2 加工環節掌握材料特性

根據機械加工的需求，開展機械加工活動之前，作業人員根據材料特點保證后續工作可以順利進行[6]。以鋁合金材料為主，及時選擇合適的加工工藝和加工設備，預測加工環節可能出現的意外情況，加強安全隱患排查，提高作業人員的安全意識。如果刀具不合適則會對材料造成損傷，因此要關注這點，及時確定加工基準，關注加工環節的熱變形情況，認真處理好基準，保證材料表面具有一定的光潔性和平整度。對于基準面的凸起部位，如：毛刺、飛邊等現象，認真將其清理干凈，裝夾好，在整個加工過程中，保證薄壁零件的穩定性。

3.3 加工過程中切削刀具的選擇

合理選擇刀具，根據刀具的幾何形狀、切削用量等特點，合理安排加工任務，關注加工環節的徑向切削力，關注薄壁零件的形變情況。根據刀具的形狀和切削形變等特點確定刀具前角大小，一旦切削前角過大，切削環節的摩擦力會變小，因此要合理選擇刀具前角的大小。切削用量直接影響切削力，在進行粗加工時，嚴格控制進給量，采用質量較高的切削工藝，關注薄壁零件的變形情況，有效監控機械加工過程。根據薄壁零件的形變量，及時優化機械加工方案，充分意識到潤滑作用，比如在切削環節，作業人員根據實際情況，依次對加工零件表面的摩擦力進行削減，采用這種工藝減少切削過程對零件表面的損傷，由此提高薄壁零件的加工性能。了解切削過程的汽化現象，保證薄壁零件與刀具的良好接觸，及時了解切削環節薄壁零件與刀具上的部分熱量，關注能量損失程度，便于提升刀具切削的準確性和薄壁零件的加工質量。

3.4 粗加工的注意事項

粗加工過程中，作業人員關注鋁合金材料的特性，根據鋁合金材料的尺寸和粗糙程度進行有效加工，在機械加工的環節，先了解薄壁零件的形狀，提前將其工余量消除。明確機械加工原理，材料在加工環節會出現不同的摩擦，由此產生材料錯位、零件變形等情況，一旦出現這種情況，就要采取有效方式及時改變零件的預定尺寸，確保薄壁零件的實際尺寸精度。對于形狀特殊的薄壁零件，先進行粗加工，冷卻處理中，密切關注工作熱量對機械加工質量造成的影響，關注零件結構的變化，對零件內部殘余的應力采取降溫退火法處理[7]。采用降溫退火方式保持零件內應力，便于將零件內部的應力進行重新分配，最大限度避免薄壁零件在加工環節發生形變。

3.5 合理選擇夾緊方式

零件加工之前先確定薄壁零件的基準面，粗加工之后，薄壁零件存在波兩面和鼓型面這兩種類型，為了能夠更好的滿足薄壁零件對機械加工標準的需求，及時做好支撐。在零件底部增加可調節式螺桿，運用螺桿將零件夾緊，保持很好的夾緊力，確保夾緊力度的均衡性，依據設定工作要求，有效防止薄壁零件在加工環節的變形情況，由此提高機械加工質量，保證薄壁零件可正常投入使用。

4 結語

本文主要講述了薄壁零件的加工工藝，首先介紹機械加工精度的影響因素：待加工材料的尺寸、刀具形狀、裝夾力、焊接應力等，實際加工過程中，根據實際情況及時調整機械加工方案，明確薄壁零件的加工特色。明確待加工材料的屬性對加工精度的影響程度，根據待加工材料的屬性，合理選擇裝夾方式，認真做好加工前的準備工作，采用質量較高的切削工藝，關注加工環節的徑向切削力，保證薄壁零件與刀具的良好接觸，關注零件結構的變化，及時處理好零件內部殘余的應力，由此增強薄壁零件加工精度。

參考文獻

[1] 李文超.薄壁零件的機械加工工藝[J].現代鹽化工， 2018，180（2）：8-9.

[2] 孫雷.薄壁零件的機械加工工藝探索[J].中國科技投資，2017（2）：23.

[3] 許小娟.基于鋁合金薄壁零件的機械加工工藝分析[J]. 科技展望，2016，26（8）：21.

[4] 金龍.鋁合金薄壁零件機械加工工藝的優化[J].經濟技術協作信息，2015（26）：74.

[5] 朱興偉.鋁合金薄壁零件的機械加工工藝技術研究[J].中國設備工程，2017（23）：152-153.

[6] 劉從華，張寧.薄壁零件機加工工藝及方法研究[J]. 裝備制造技術，2017（9）：223-225.

[7] 李洋.薄壁零件的加工振動分析與加工工藝優化對策[J].企業技術開發，2016，35（7）：10-11.