薄壁零件的機(jī)械加工工藝

李文超

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械零件的制造技術(shù)在不斷地更新發(fā)展。薄壁零件具有質(zhì)量輕、節(jié)約材料的特點(diǎn)，在各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中普遍得到應(yīng)用。同時(shí)薄壁零件也存在剛度較低的情況，在加工的過(guò)程中很容易出現(xiàn)變形的情況。部分零件的精度要求非常高，在加工過(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的失誤都會(huì)造成零件出現(xiàn)瑕疵，導(dǎo)致加工零件的精度降低，最終造成成品不能滿(mǎn)足加工的要求。文章對(duì)薄壁零件的機(jī)械加工工藝進(jìn)行相應(yīng)的探究，希望能夠促進(jìn)薄壁零件加工工藝水平的提高。

關(guān)鍵詞：薄壁零件；機(jī)械加工；工業(yè)生產(chǎn)

在薄壁零件機(jī)械加工的過(guò)程中，其加工問(wèn)題受到普遍的關(guān)注。薄壁零件的強(qiáng)度以及剛度比較低，在機(jī)械加工的過(guò)程中很容易出現(xiàn)變形等情況，導(dǎo)致零件質(zhì)量存在問(wèn)題。薄壁零件的加工造價(jià)比較低并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單受到普遍的應(yīng)用，在加工過(guò)程中任意環(huán)節(jié)的失誤都會(huì)對(duì)其進(jìn)度造成影響，導(dǎo)致其產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。因此，需要對(duì)其機(jī)械加工工藝進(jìn)行探究，促進(jìn)其加工精度的提高，促進(jìn)薄壁零件加工工藝的提高。

1 薄壁零件機(jī)械加工中影響精度的因素

在機(jī)械零件加工的過(guò)程中，機(jī)械加工精度指的是機(jī)械實(shí)際加工出的零件和設(shè)計(jì)過(guò)程中理想狀態(tài)加工零件之間參數(shù)的誤差大小。機(jī)械加工的過(guò)程中，零件的加工精度受到加工零件和刀具在加工時(shí)的關(guān)系決定。在實(shí)際加工時(shí)，加工的各個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)各種類(lèi)型的誤差，對(duì)薄壁零件的加工精度產(chǎn)生影響。因此，對(duì)機(jī)械加工過(guò)程中影響精度的因素進(jìn)行分析，促使其誤差的減小。影響加工精度的因素主要有以下幾個(gè)方面：機(jī)械加工機(jī)床的幾何精度以及剛性；刀具的質(zhì)量；夾具的結(jié)構(gòu)以及受力因素，零件的加工過(guò)程中的裝夾方式；刀具受到的外力因素以及形變；零件的變形；切削過(guò)程中使用的切削液種類(lèi)。

薄壁零件出現(xiàn)變形對(duì)機(jī)械加工的質(zhì)量產(chǎn)生影響，促使其加工的進(jìn)度降低，原因主要有以下幾個(gè)方面：（1）加工過(guò)程中焊接方面的因素造成的變形。在薄壁零件加工時(shí)，其主要的組成部分是鋼板焊接部件，也有一部分鋁制零件，因此，在焊接的過(guò)程中，焊接應(yīng)力難以有效的消除，造成不良現(xiàn)象的發(fā)生，促使薄壁零件在后期的加工過(guò)程中出現(xiàn)應(yīng)力的釋放，鮑勃零件出現(xiàn)變形的情況。（2）裝夾過(guò)程中造成的變形。薄壁零件在加工的過(guò)程中，其程序復(fù)雜繁多，并且裝夾程序較多，幾乎在每個(gè)加工程序中都需要進(jìn)行相應(yīng)的裝夾作業(yè)，在裝夾的過(guò)程中，如果沒(méi)有按照相應(yīng)的程序和要求進(jìn)行操作，很容易造成變形。（3）加工過(guò)程中刀具因素造成的變形。在機(jī)械加工的過(guò)程中，刀具是常用的一項(xiàng)工具，在零件切割的過(guò)程中使用。在進(jìn)行零件切割時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的切割應(yīng)力，需要專(zhuān)業(yè)人員對(duì)其切割應(yīng)力進(jìn)行控制，促使其在零件承受的范圍之內(nèi)，如果超出范圍就會(huì)造成零件出現(xiàn)變形。（4）其他方面因素。薄壁零件的機(jī)械加工其工序復(fù)雜并且繁多，在零件生產(chǎn)之后，需要對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行有效的檢驗(yàn)，出廠(chǎng)前需要經(jīng)過(guò)相關(guān)質(zhì)監(jiān)部門(mén)的檢查，壓力測(cè)試是檢查過(guò)程中的必不可少也是必須的環(huán)節(jié)，壓力測(cè)試的過(guò)程中零件變形的情況比較多，是其變形的一個(gè)原因之一。

2 薄壁零件機(jī)械加工過(guò)程中提高加工精度的措施

2.1 促進(jìn)薄壁零件剛度的提高

在薄壁零件加工的過(guò)程中，促使其剛度的提升、促使工件和機(jī)械接觸面積的增加，能夠減少薄壁零件發(fā)生變形的概率。同時(shí)需要促進(jìn)薄壁零件工藝剛度的提高，促使其載荷量的增阿基，促使薄壁零件之間的間隙進(jìn)行消除，避免零件出現(xiàn)變形。促進(jìn)薄壁零件接觸面硬度的提高，在材料選擇的過(guò)程中，可以選擇具有彈性高、模量大的材料促使其硬度的提高，促使工藝剛度的增強(qiáng)。

2.2注重加工夾具和裝夾方式的設(shè)計(jì)和選擇

在零件加工的過(guò)程中，裝夾工序具有重要的影響。在傳統(tǒng)的裝夾工序中，主要采用三抓卡盤(pán)、虎鉗以及壓板等方式，造成應(yīng)力集中，在夾緊力的位置很容易出現(xiàn)變形。因此，根據(jù)相應(yīng)的原理，可以促使薄壁零件和裝夾裝置接觸面積的增加，促使其受到壓強(qiáng)的減少，促使其受力更加的均勻，促使裝夾工序的改善，減少變形的發(fā)生。在薄壁零件建工的過(guò)程中，需要對(duì)其零件的位置以及夾緊裝置進(jìn)行考慮，采用相應(yīng)的夾具進(jìn)行處理。在薄壁零件粗加工的過(guò)程中，需要對(duì)其裝夾力度進(jìn)行增加，增加薄壁零件的緊密度，進(jìn)一步促使其強(qiáng)度和硬度的增加，有效地降低在裝夾過(guò)程中薄壁零件變形的發(fā)生概率。在薄壁零件機(jī)械加工的過(guò)程中，需要對(duì)其加工工藝的要求進(jìn)行考慮，選擇具有高契合度的夾具對(duì)其薄壁零件進(jìn)行裝夾，能夠促使其受力面積的增加，降低其變形的概率以及變形程度。另外，對(duì)裝夾力的作用點(diǎn)進(jìn)行有效轉(zhuǎn)移。在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，可以促使徑向裝夾轉(zhuǎn)變成軸向裝夾，促使裝夾過(guò)程中應(yīng)力的降低，促使薄壁零件變形概率的降低。

2.3選擇銑削方式

在薄壁零件機(jī)械加工的過(guò)程中，保證其他因素和條件不變的情況下，機(jī)械加工需要的工時(shí)和走刀的軌跡有著密切的關(guān)系。在加工的過(guò)程中，對(duì)走刀的軌跡進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，促進(jìn)加工效率的增加。針對(duì)薄壁零件來(lái)講，行切法和環(huán)切法是兩種常用的走刀軌跡，兩者相比較而言，環(huán)切法使用過(guò)程中其切削力更加均勻，促使應(yīng)力良好的釋放，促進(jìn)零件加工精度的提高。針對(duì)零件中的對(duì)稱(chēng)腔體，可以采取分層對(duì)稱(chēng)的環(huán)切方式，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。在精加工的過(guò)程中，通常內(nèi)腔已經(jīng)進(jìn)行的相應(yīng)的粗加工，在對(duì)其外壁進(jìn)行加工的構(gòu)成中，需要考慮加工的相關(guān)因素，采用單邊順銑的方式，此種方式相對(duì)于逆銑來(lái)說(shuō)，切削的厚度更大，變形發(fā)生率較小，零件的單邊受力，并且其紋理一致性好，促使薄壁零件加工質(zhì)量的提高。

2.4切削用量的控制

在薄壁零件加工的過(guò)程中，切削力的作用很容易造成零件的變形，切削量和切削力的大小有著密切的關(guān)系，切削量和切削力呈正比例關(guān)系，切削量小其切削力就會(huì)越小，零件變形發(fā)生率就會(huì)越小，但是，會(huì)造成切削加工時(shí)間的增加。因此，需要對(duì)切削量進(jìn)行有效的控制，保證切削作業(yè)的時(shí)間，同時(shí)提高薄壁零件的加工精度。在切削的過(guò)程中，背吃刀量、進(jìn)給量以及切削速度是其三個(gè)重要因素。薄壁零件在加工的過(guò)程中，徑向方向很容易造成變形的發(fā)生，因此，需要對(duì)其背向分力進(jìn)行研究。切削力隨著背吃刀量和進(jìn)給量的增加逐漸增大。因此，薄壁零件粗加工時(shí)，切割用量以及進(jìn)給量應(yīng)當(dāng)適當(dāng)大些，對(duì)其受力進(jìn)行有效的控制，避免零件發(fā)生變形，對(duì)機(jī)械加工的質(zhì)量和效率產(chǎn)生影響。在精加工的過(guò)程中，保證切削量和進(jìn)給量較小，同時(shí)對(duì)刀具進(jìn)行合理的選擇，撥正機(jī)械加工過(guò)程中的效率和質(zhì)量。在薄壁零件加工的過(guò)程中，促使進(jìn)給量的增加，相應(yīng)的減少背吃刀量，對(duì)加工的余量進(jìn)行有效的控制和分配，對(duì)切削力進(jìn)行控制，促使零件加工精度的提高。

2.5 有效地控制切削熱

薄壁零件在機(jī)械加工作業(yè)時(shí)，在刀具和薄壁零件接觸的過(guò)程中，由于摩擦因素的影響造成熱量的產(chǎn)生，造成溫度快速上升，造成零件出現(xiàn)變形的情況，對(duì)零件的質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，在加工的過(guò)程中，需要對(duì)切削熱進(jìn)行控制，保證零價(jià)的加工質(zhì)量。在對(duì)其切削熱進(jìn)行控制的過(guò)程中，需要對(duì)各個(gè)變量之間的關(guān)系進(jìn)行了解。在切削的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量來(lái)源有切屑、工件、刀具以及介質(zhì)之間產(chǎn)生的熱量，并且刀具產(chǎn)生的熱量最多，占到50%～80%。因此，在實(shí)際加工的過(guò)程中，采取相應(yīng)的加工措施，對(duì)其切削熱進(jìn)行控制，保汪零價(jià)的加工質(zhì)量。

2.6 刀具角度、速度以及切削液的控制和選擇

在薄壁零件機(jī)械加工的過(guò)程中，精加工作業(yè)中需要對(duì)其刀具的速度進(jìn)行控制，切削的速度過(guò)高很容易造成切割的不均勻，對(duì)機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量產(chǎn)生和影響，切削的速度過(guò)慢造成薄壁零件受到外力較大，造成變形的發(fā)生。同時(shí)對(duì)其刀具的切割角度進(jìn)行選擇和控制，角度發(fā)生偏移會(huì)造成薄壁零件生產(chǎn)的不規(guī)范，影響薄壁零件的加工質(zhì)量。薄壁零件機(jī)械加工的過(guò)程中，切削液是一種常用的物質(zhì)，在切削液使用的過(guò)程中需要對(duì)其量進(jìn)行控制，切削的多少會(huì)對(duì)其切削精確度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量較低。薄壁零件機(jī)械加工中，切削作業(yè)的刀具、加工部件等表現(xiàn)容易出現(xiàn)銹蝕，對(duì)切削的效率產(chǎn)生影響，借助切削液能夠?qū)Φ毒咭约凹庸げ考砻孢M(jìn)行潤(rùn)滑，促使切削力的增加，同時(shí)促使加工零件性能的提高。在切削作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的熱量，切削液能夠通過(guò)氣化對(duì)部分的熱量進(jìn)行消除，有效地減少由于熱量造成的變形，促使切割更加準(zhǔn)確。同時(shí)切削液能夠?qū)庸さ牟考约氨”诹慵M(jìn)行有效的清洗，對(duì)切割中的油污等雜質(zhì)進(jìn)行祛除。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著機(jī)械工藝的不斷發(fā)展，薄壁零件的機(jī)械加工中精確度有了更高的要求。因此，在機(jī)械加工作業(yè)時(shí)，需要對(duì)薄壁零件加工精度進(jìn)行控制，對(duì)其誤差進(jìn)行最大程度的降低，有效地減少零件和加工部件之間的應(yīng)力，促使薄壁零件變形發(fā)生率降低，保證薄壁零件產(chǎn)品的質(zhì)量。加大對(duì)薄壁零件機(jī)械加工工藝的不斷探索和研究，促使其工藝不斷地發(fā)展，提高加工的精確度，促使其變形概率的降低，促進(jìn)機(jī)械加工水平的進(jìn)一步提高。