基于鋁合金薄壁零件的機(jī)械加工工藝初探

楊君

（駐馬店技師學(xué)院，河南 駐馬店 463000）

前言：在科學(xué)技術(shù)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境的影響下，人們對(duì)機(jī)械設(shè)備的精密度和需求量越來(lái)越高，這就增加了鋁合金材質(zhì)薄壁零件的制造數(shù)量。由于用途不同，這些薄壁零件的外部形態(tài)相差較大，結(jié)構(gòu)需求不同，提升了制造行業(yè)的工作難度。所以，制造人員需要不斷優(yōu)化機(jī)械加工方式，提升自身的能力。

一、機(jī)械加工鋁合金薄壁零件的重點(diǎn)難點(diǎn)

一是鋁合金質(zhì)地的特征。鋁合金是一種復(fù)合材料，其粘附性較強(qiáng)，具有良好的可塑性且發(fā)生脆性斷裂的可能性較小。當(dāng)制造人員在切割這種材料時(shí)，容易留下少量鋁合金物質(zhì)吸附在刀刃上，形成許多的刀包，降低了切刀的靈活性。在施工過(guò)程中需要多次更換切刀，不僅增加了制造廠家的成本投入，還降低了零件制造的速度。

二是零件硬度較差。利用鋁合金材質(zhì)制造出來(lái)的薄壁零件抗壓系數(shù)較低，制造人員稍有不慎就會(huì)產(chǎn)生零件的不規(guī)則形變。在切割的過(guò)程中，制造人員想要將附著在刀刃上的鋁合金進(jìn)行分離就必須要用力，這就會(huì)發(fā)生擠壓零件的情況，容易發(fā)生斷裂或移位。一旦發(fā)生上述問(wèn)題，薄壁材料將無(wú)法恢復(fù)到原來(lái)的形態(tài)，只能被廢棄[1]。

三是熱膨脹系數(shù)過(guò)高。大量數(shù)據(jù)表明：鋁制材料的膨脹值約為0.0000238，鋼制材料的膨脹值約為0.00001，兩者相差2.38倍。當(dāng)制造人員在切割加工薄壁零件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，導(dǎo)致鋁合金材質(zhì)的薄壁零件發(fā)生形變。

四是零件薄壁較厚。在對(duì)制造出來(lái)的薄壁零件進(jìn)行質(zhì)檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，一些零件的薄度并不能夠滿足零件設(shè)計(jì)的需求。這是由于通常情況下，制造人員都是通過(guò)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行零件制造加工的，同時(shí)薄壁零件本身就有彈性。當(dāng)利用設(shè)備進(jìn)行切割時(shí)，制造人員不能夠?qū)γ總€(gè)零件的參數(shù)進(jìn)行控制，薄壁零件表面非常粗糙。

二、優(yōu)化機(jī)械加工鋁合金薄壁零件工藝水平的相關(guān)策略

（一）針對(duì)鋁合金材料的特點(diǎn)進(jìn)行分析，選取合適的加工標(biāo)準(zhǔn)

想要鋁合金材質(zhì)的薄壁零件能夠滿足機(jī)械設(shè)備需求，就必須要弄清楚相關(guān)材料的制造特點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)選擇合適的加工標(biāo)準(zhǔn)及方式，繼而獲得更適合的機(jī)械零件。若制造人員了解鋁合金材料的具體情況，就能夠?qū)庸ぶ圃炝慵腥菀捉档途珳?zhǔn)度的環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，提升機(jī)械設(shè)備加工的質(zhì)量。以切割零件的過(guò)程為例，上文提到在切割的過(guò)程中刀刃上容易殘留刀包或產(chǎn)生一定的形變，還有可能會(huì)增加零件表面的粗糙度。想要避免這些問(wèn)題發(fā)生，就必須確定準(zhǔn)確的加工參考基準(zhǔn)，擴(kuò)大其面積，使其擁有較好的平整度和光滑度，繼而增加薄壁零件的光滑性，例如去除零件的毛刺等等。將薄壁零件在初期階段進(jìn)行清理，也能夠?yàn)橹圃烊藛T接下來(lái)的工作提供便利。

（二）粗加工環(huán)節(jié)中的重點(diǎn)事項(xiàng)

粗加工環(huán)節(jié)是加工鋁合金材質(zhì)的薄壁零件過(guò)程的重中之重，它能夠規(guī)范薄壁零件材料的尺寸。但若薄壁零件的制造要求較繁瑣，就需要在粗加工開(kāi)始前除去相應(yīng)的金屬層厚度。

制造人員在了解鋁合金材質(zhì)的制造原理材料特征后，對(duì)容易摩擦材料加工關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行規(guī)避，繼而降低晶粒產(chǎn)生的概率。由于切割過(guò)程中熱量一定會(huì)產(chǎn)生，薄壁零件在切割環(huán)境下，容易改變自身大小，與設(shè)計(jì)要求存在一定程度的偏差。因此，制造人員在進(jìn)行加工過(guò)程中可以采用轉(zhuǎn)速較小的銃刨方式，盡可能的降低熱量的輸出，繼而得到符合設(shè)備需求的薄壁零件。若加工的需求過(guò)于復(fù)雜，制造人員就需要開(kāi)展粗加工。具體步驟如下：先要對(duì)粗加工設(shè)備進(jìn)行冷卻處理，弱化大量散熱對(duì)零件制造的影響，可以采用低溫?zé)岬姆绞竭M(jìn)行處理，例如對(duì)鋁合金材質(zhì)的薄壁零件內(nèi)部進(jìn)行處理時(shí)，需要降低控制在1800攝氏度左右，使薄壁零件不能夠產(chǎn)生結(jié)晶，雖然應(yīng)用這種處理方式，仍有一部分應(yīng)力留存在薄壁零件中，但這些少之又少的應(yīng)力對(duì)薄壁零件的穩(wěn)定性影響較少，提升了薄壁零件的質(zhì)檢合格率[2]。

（三）精加工成型的優(yōu)化策略

精加工能夠控制薄壁零件的實(shí)際尺寸及表面光滑度，使其符合設(shè)備的實(shí)際需求。在開(kāi)展加工的過(guò)程中，制造人員需要選擇精密度較高的制造方法，如數(shù)顯銃創(chuàng)等等；也可以選擇制作速度較快的制造設(shè)備，防止鋁合金材質(zhì)出現(xiàn)粘附減少原材料的使用量；還可以選擇刀桿較粗的刀具進(jìn)行切割，提升刀具在切割過(guò)程中的穩(wěn)定性，杜絕出現(xiàn)松動(dòng)或震動(dòng)的可能。另外，制造人員在安裝夾時(shí)，盡可能的做到一次成型，但不要將夾子夾的過(guò)緊。

（四）機(jī)械設(shè)備的夾緊方式優(yōu)化

在上文提到，鋁合金材質(zhì)的薄壁零件在制造過(guò)程中雖然已經(jīng)進(jìn)行基面定位工作，但若設(shè)備的壓力過(guò)大，將無(wú)法獲得滿足制造需求的薄壁零件。為了解決這一問(wèn)題，制造人員可以在加工環(huán)節(jié)開(kāi)始之前，在合理位置安裝受力支撐點(diǎn)，例如可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)高度的桿子等等。這樣就能夠緩解薄壁材料在剛度方面的缺陷。零件夾緊最重要的固定設(shè)備就是螺旋桿，所以，制造人員要對(duì)其夾力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使其平均分配在各個(gè)支撐點(diǎn)，若只在某些固定的位置放置旋桿，將會(huì)致使薄壁零件出現(xiàn)不同程度的形變，繼而降低了其利用率，無(wú)形中增加了制造廠家的成本投入。

結(jié)論：綜上所述，制造鋁合金材質(zhì)的薄壁零件難度非常大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)加工失誤或零件形變的情況發(fā)生，雖然這個(gè)問(wèn)題的發(fā)生并不全是由于制造人員的疏忽造成的，但人為因素占主導(dǎo)。因此，制造人員需要與時(shí)俱進(jìn)，學(xué)習(xí)先進(jìn)的制造理念及工藝，提升零件制造的總體質(zhì)量，為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量。