薄壁零件的機械加工工藝的分析

陳方國

摘要：薄壁零件由于壁厚參數較小，在加工中容易出現應力變形、溫度變形等現象，降低了零件的加工質量。基于對薄壁零件特點的了解和研究，本文提出了這種零件的加工工藝，防止零件在加工過程中出現質量問題，提高零件的加工效率和加工質量。

關鍵詞：薄壁零件；機械加工；加工工藝

引言：

在薄壁零件的加工中，需要應用數控機床完成加工工作，按照設計圖紙完成程序設計和編寫即可完成具體的加工工作。但是就實際效果來看，當前的零件加工次品率較高，大量零件在加工中出現變形問題，在今后的加工中，需要選用合理的加工工藝，規避這一現象。

1薄壁零件在機械加工中的變形因素分析

在薄壁零件的加工中，需要應用夾具固定零件原材料和半成品零件，同時應用相關的數控機床完成后續的加工工作。在整個加工過程中，變形因素首先為夾具因素，對于薄壁零件來說，對夾具的要求為能夠提供應有的應力，防止零件位移，在此基礎上降低夾具施加的壓力，尤其是對于高度較大的零件來說，當夾具施加的力過大時，必然會對零件的邊緣結構造成破壞，導致零件變形。

其次為刀具參數，不同的刀具對零件的加工精度不同，對于薄壁零件來說，需要選用精度較高的刀具，同時還需要考慮對零件的加工效率，選用的刀具與零件加工過程的適配性不足時，很容易引發零件變形問題。

最后為走刀線路，在零件的加工中，刀具的進入和退出過于頻繁時，除了對刀具壽命有一定影響，也意味著與零件的接觸頻率過高，對于薄壁零件來說，在刀具接觸中很容易出現塑性變形，當接觸過多時，這種塑性變形會積累于零件中，導致零件的實際尺寸與設計尺寸不符。

2薄壁零件的機械加工工藝

2.1工藝路線制定

在工藝路線的制定中，需要按照零件的應用方法、零件的相關要求完成加工，具體的加工流程為粗加工熱處理半精加工精加工，在整個系統的運行中，需要考慮零件的相關參數，而對于變形量較大的零件，加工流程為粗銑熱處理精銑外殼精銑內腔加強筋去除零件校正。

對于粗銑過程來說，可以應用虎鉗固定毛坯，使用銑刀完成對零件外形的粗加工工作，完成外形塑造后，使用合適的銑刀加工零件的內腔，并在零件內腔中設置加強筋，零件的兩端需要設置余量，通常為1～2mm。

在粗加工后，經過加工的零件中存在彩六的應力，為防止應力變形，可以應用低溫退火的方法消除加工應力，提高加工精度。

精加工工藝有三個步驟，首先為按照零件的設計尺寸完成處理工作，使用壓板完成零件固定工作，使用合理的銑削刀具進一步完成零件處理工作，確保整個零件的外形滿足設計要求。

其次為落實數控銑工作，對于零件的內腔，根據內腔的深度合理選用銑刀，在該過程中使內腔的加工精度滿足設計要求。同時在數控銑過程中，還需要完成對零件外表面的銑削工作，按照零件的設計尺寸完成銑刀選擇。由于在零件的加工中，需要防止銑刀撞擊導致零件變形，需要應用圓弧式進刀方法，主要工作內容為在數控銑床上編程，按照具體設計參數完成對零件的加工。

最后為加強筋拆除工作，同時分析零件的加工質量，符合精度要求時，該零件可出廠。

2.2夾具選擇

在當前的零件加工中，常用的夾具為三爪卡盤、虎鉗和壓板，這些夾具的應用方法存在差異。

三爪卡盤的應用原理為，在高強度圓盤中設置三個或四個活動構件，這些構件與機械傳動設備連接，將被加工零件伸入夾具后，整個夾具旋轉，帶動被加工零件旋轉。這一夾具只適用于車床中，同時對構件的強度有很高要求，顯然不能滿足薄壁零件的加工要求。

虎鉗應用原理為，將零件的兩個對稱點視作夾具安裝點，夾具安裝點需要有較高的強度，為了防止在銑加工中發生位移，所以虎鉗會向零件施加很大的力。對于薄壁零件來說，應用虎鉗時整體結構會被破壞，導致整個零件變形。

壓板的應用原理為，使用壓板將零件固定在加工臺上，壓板會向零件均勻施加壓力，同時根據零件類型調整壓力。從運行原理的角度來看，這種方法由于向整個零件結構施加壓力，可以防止應力不均勻造成的變形，所以從整體上來看，薄壁零件精加工更適宜使用這種加工方法。

2.3銑削工藝選擇

在銑削工藝選擇中，具體分析的內容為走刀路線，當前常用的走刀路線有兩種，一種為行切法，另一種為環切法。行切法的原理為，使用的刀具以行為單位，完成對零件的銑削工作，環切法可以視作一種整體性的銑削工藝。

在工藝的選擇中，行切法會在該過程中產生更大的應力，并且這種應力會多次產生，容易出現零件變形問題。另外對于存在對稱腔體的零件來說，應用這種方法的加工效率過低，并且容易引起兩個腔體的不對稱問題，所以本文選用的方法為環切法。

而對于存在腔體的零件來說，精加工之前已經完成了粗加工工作，在腔體的外壁加工時，應用順銑的方法完成加工，在這種方法的應用中，零件上產生的振動較小，所以能夠更好地控制加工精度，可以有效防止由于加工精度引發的零件變形問題。

端面銑削工作中，當需要由零件的外側進刀時，不可應用垂直進刀的方式，防止產生的撞擊使零件變形，可以應用的進刀方法為圓弧式進刀，這種方法能夠將產生的撞擊量降到最低。

結論：

綜上所述，在薄壁零件的加工中，零件的變形因素包括夾具因素、刀具因素和走刀路線因素，需要根據零件的參數合理選擇可以應用的設備。在零件的加工中，首先完成夾具選擇，其次選擇合理的銑削工藝，最后完成工藝路線制定工作，提高對零件的加工質量。