鋁合金薄壁零件數控加工夾具問題探討

河南職業技術學院 淡書橋

前言

數控加工中心是由機械設備與數控系統組成的適用于加工復雜零件的高效率自動化機床。它的綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加工內容，它不僅可以滿足生產多品種、多步驟、多類型、多需求量、加工精度較高等需求，而且就中等加工難度的批量工件而言，其效率是普通設備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜、精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產更為適用。在鋁合金薄壁零件加工中使用數控加工工藝技術，可以使鋁合金薄壁零件加工工藝水平和效率理想化。為了使鋁合金薄壁零件數控加工效果達到最優化，對鋁合金薄壁零件數控加工夾具生產加工工藝過程中面臨的加工難點問題進行探討也顯得極為重要。

1 鋁合金薄壁零件的性能和工藝特色

鋁合金型材的材料的可塑性強，可在生產流程中熔焊、釬焊，對想要的形狀進行塑形；其黏附性能較強，在生產工藝流程中，鋁合金型材的材料在生產切削過程中可以很好地黏附在操作的機械刀刃上，可減少零件的掉落，從而提高產品的生產效率；但鋁合金薄壁零件的剛性較差，工件在加工工藝中容易因為內力的變化造成零件的變形彎曲[1]。

2 夾具對數控加工重要性概述

夾具的性能主要是在機械制造過程中固定加工對象位置，使之在加工過程中位置精確，使零件在加工中精確定位，這在數控加工過程中是不能缺少的。夾具具有操作高效、省時省力省工等方面的優勢，能夠為實現高精確度、高效率生產提供切實可靠的保障。在進行數控加工時，夾具作用如下：（1）保證夾裝位置的高精確度[2]。相對于傳統刀具對零件加工的夾度保證，夾具對數控加工的夾緊不容易受到機械工人操作技術水平的影響，使得每一批零工件的加工精度趨于一致。（2）能最大限度縮短輔助工時，有效提高零件勞動生產率。夾具裝夾快速將工件定位夾緊、快速、便捷、高效，工件免除了人員去畫線找正、對刀等工作，可大幅度縮短輔助工時、提高成品率、降低成本。

3 鋁合金薄壁零件數控加工夾具問題探討

在零件的數控加工夾具工藝生產過程中，內力的變化往往容易造成零件材料變形，有色輕金屬如鋁、鎂合金的生產加工。尤其是對于薄壁、薄板類零件的數控加工中的形狀變形彎曲表現得尤為突出。如何提升加工工藝技術水平，從而最大限度地防止零件的變形，保證零件產品的加工工藝生產效率和質量，多年來一直是值得我們深入探討的問題。

3.1 鋁合金薄壁零件的加工難點面臨問題探討

鋁合金零件在加工工藝過程中容易發生變形，其面臨的加工難點與工件的材質、夾裝方法、控制刀具選擇有密切關系。例如：（1）加工夾裝方法需要注意，對于剛性較差的薄壁鋁合金工件，對于薄壁襯套類零件如果用三爪自定心卡盤或彈簧夾頭從徑向夾緊，一旦松開工件必然發生變形。（2）刀具的磨損標準需要嚴格控制。刀具在使用后磨損程度會越來越嚴重，會造成零件工件表面粗糙程度加深，切削溫度上升工件變形隨之增加。因此除選用耐磨性好的刀具材料外，還應嚴格控制刀具磨損程度，否則容易產生機械刀刃的積屑瘤。

3.2 鋁合金薄壁零件數控加工夾具難點問題

數控加工夾具的難點在于：（1）夾具的確定使用。為了提高零件加工的工作效率，減少機械人員在機械操作方面的時間浪費，在數控加工中對于夾具的選擇要多加注意。通常來說，當零件的加工數量和批次不大時，應盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具，以減少生產時間的提前準備、節省生產費用;在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。（2）確保夾具的橫豎方向與數控加工的坐標方向、位置的精確固定；夾具夾裝上每個零部件應不得妨礙機床對零件每個表面的數控生產加工。

4 結語

鋁合金薄壁零件數控加工夾具加工工藝技術過程復雜且難度大，這就需要機械水平的有效提升和機械加工人員操作熟練水平的加強。