薄壁零件數控銑削加工工藝技術的分析

鄧宗田

摘 要：隨著制造行業的快速發展，數控機床在航天航空、汽車、船舶等制造領域廣泛應用。數控銑削是零部件加工重要環節，數控機床在加工薄壁零件的過程中受到產品自身特點，以及數控機床的震動、夾緊力、內應力等影響，導致零部件出現變形或者零部件尺寸不符合設計要求。因此，必須嚴格控制薄壁零件數控銑削加工過程的精度，確保產品加工質量。本文主要分析了 薄壁零件數控銑削加工變形原因，并根據原因優化數控銑削加工工藝。

關鍵詞：薄壁零件;數控銑削加工;加工工藝

引言

鋁合金結構具有薄壁化、輕量化、耐腐蝕等特點，在磨具、航空等制造領域廣泛應用。但是由于薄壁零件的結構比較復雜、剛度低、零件比較薄，數控機床加工過程中，受到切削力度、切削溫度、裝夾方式等影響，導致零件的精度無法滿足設計要求。因此，薄壁零件加工工藝技術一直是機械加工制造業的難題。

1.造成薄壁零件數控銑削加工變形的原因

薄壁零件在數控銑削加工過程中，主要受到材料自身性質、裝夾方式、加工溫度、刀具切削方式等方面的影響。第一，毛坯件的殘余應力，毛坯件經過加熱處理以后，冷卻過程中，產生一定的內應力，數控銑削以后內應力發生了一定的改變，從而導致毛坯料出現變形的情況 [1]。第二，裝夾方式。由于薄壁零件比較薄，裝夾以后，零件本身會產生彈性變形，零件彈性恢復以后，表面厚度發生變化，從而引起加工誤差，造成零件自身的尺寸、大小、形狀不符合要求。第三，加工溫度。數控機床運行時，工件和道具摩擦產生一定的熱量，這部分熱量轉化為切削熱，導致零件各個位置的溫度分布不均勻，從而導致加工零件變形。第四，刀具的切削方式。薄壁零件加工的方式分為水平進刀和垂直進刀兩種，不同的進刀方式會影響到零件的加工精度。

2.薄壁零件數控銑削加工工藝技術

2.1優化薄壁零件數控銑削工藝

毛坯件在加工過程中會產生一定的應力，影響到毛坯件的形狀。因此在粗加工過程中，可以選擇高速銑削的方式，將切削過程中產生的碎屑帶走，降低工件加工溫度，從而減少工件熱變形。高速切削與普通銑削方式相比，可以減少半精加工等輔助環節，縮短零件的加工時間，從而提高整個加工效率。零件在粗加工的時候，進行選擇順銑的方式，并選擇適合零件的走刀路徑，確保零件的加工質量。粗加工時，需要給精加工提供一定的加工余量，并在精加工前，采用熱處理工序消除毛坯材料的殘余應力，從而提高薄壁零件的加工精度[2]。

2.2優化切削參數

數控機床銑削加工過程中，銑削參數影響到產品的精度。切削工藝參數與刀具材料、數控機床的性能、加工零件的表面精度等有關。切削參數包括軸向切深、進給速度、銑削方式、切削速度等，在滿足薄壁零件加工精度的前提下，精加工盡量選擇軸向小、徑向切深淺、進給量小的參數。如果徑向切深比較大，則可以有效地減少切削力，提高薄壁零件的剛性，從而降低零件加工變形量。在保證薄壁零件切除率的欠款，則選擇比較大的軸向切深和比較小的縱向切深，可以提高零件表面平整度。刀具轉速一定的條件下，進給速度和進給量成正比，進給量是齒數和每齒進給量的乘積，每齒進給量增加，則增加切削力，影響到零件加工深度。如果每齒進量比較小，則在切削的時候產生擠壓，導致零件加工變形，加速刀具的磨損。所以要選擇合適的進量。為了提高刀具的使用時間，盡量選擇比較低的切削速度，如果需要改善切削溫度應力，則可以適當提高切削速度。

2.3刀具幾何參數的確定

刀具是薄壁零件加工重要輔助器件，為了配合設計好夾具，在選擇刀具的時候，要考慮到銑削的工藝環節，選擇合適的刀具。刀具的前角不能太小，否則會增加刀具切削力，導致前刀面磨損嚴重，降低刀具的使用壽命。如果前角過大，則不利于刀具的散熱，同樣增加刀具的磨損，所以要合理選擇刀具的前角，如果薄壁強度比較高，則可以適當增加前角。為了減少刀具與工件的摩擦，可以適當減少刀具的后角。刀刃傾角的大小影響切削力的分配和碎屑排出的方式，所以要結合薄壁零件加工的實際情況，確定刀刃傾角，如果傾角不合適，可能將加工零件表面擦傷。選刀的時候，盡量選擇刀刃比較鋒利，減少刀具與加工零件的摩擦。

2.4選擇合適的裝夾方式

如果裝夾位置不正確，則可能導致加工工件變形，并在零件表面形成裝夾應力場，從而導致裝夾位置變化，刀具在裝夾的時候，很容易產生過切和欠切問題。因此，薄壁零件在數控銑削裝夾方式直接影響到加工零件的精度和表面質量。因此，在制定薄壁零件裝夾方式時，需要根據加工零件的結構和加工精度要求，選擇合適的裝夾方式。

結束語

薄壁零件結構特點增加了加工難度，在加工過程中，需要根據加工零件的特點，選擇合適的刀具、裝夾方式、優化銑削參數，從而提高數控機床銑削加工工藝水平，確保薄壁零件加工質量。

參考文獻

[1]方建京.薄壁件銑削加工工藝方案設計及仿真分析[J].機械設計與制造工程，2017，46（5）：103-105.

[2]席萍.薄壁件銑削加工變形機理與預測技術研究[D].長春工業大學，2015.

[3]吳家慶.薄壁零件數控銑加工工藝探析[J].建筑工程技術與設計，2017，（11）：5952-5952.