薄壁零件數(shù)控加工工藝優(yōu)化方法

魯劍

【摘 ?要】當(dāng)前，計算機應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，以及市場競爭越來越激烈，這極大地推動了薄壁零件數(shù)控加工工藝的發(fā)展。近年來，對該類工藝的技術(shù)研究已經(jīng)從傳統(tǒng)的經(jīng)驗性探索逐步轉(zhuǎn)向科學(xué)性研究。論文從零件裝夾、走刀方式以及加工路線等方面，詳細(xì)分析影響薄壁零件數(shù)控加工工藝的因素，然后再根據(jù)這些因素提出改進生產(chǎn)工藝的方法。

【Abstract】At present， the continuous development of computer application technology， as well as the increasingly fierce market competition， which greatly promotes the development of CNC machining technology for thin-wall parts. In recent years， the technical research on this kind of technology has gradually shifted from the traditional empirical exploration to the scientific research. The paper analyzes in detail the factors that affect the CNC machining technology of thin-wall parts from the parts clamping， cutting method， machining route and so on， and then proposes methods to improve the production technology based on these factors.

【關(guān)鍵詞】薄壁零件;數(shù)控加工;工藝質(zhì)量;改進方法

【Keywords】thin-wall parts; CNC machining; technology quality; improvement methods

【中圖分類號】TG659 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）10-0176-02

1 引言

當(dāng)前，我國已經(jīng)是工業(yè)大國，現(xiàn)代化加工工業(yè)已經(jīng)在世界上具有舉足輕重的地位，薄壁零件數(shù)控加工相關(guān)技術(shù)也變得越來越成熟，但是與世界一流水準(zhǔn)相比仍然存在一定的距離，這也是制約我國成為新型制造業(yè)強國的一大因素。因此，為了解決這個問題就需要促進該行業(yè)的發(fā)展，由薄壁零件數(shù)控加工工藝制造出的產(chǎn)品在軍事、航空航天等諸多領(lǐng)域都起到了極其重要的作用，因此，需要利用先進軟件對其詳細(xì)分析，改善工藝從而提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2 影響因素

薄壁零件具備質(zhì)量輕的優(yōu)勢，但是在使用強度上并不是很高，問題就在于構(gòu)造比較復(fù)雜，在進行加工時由于技術(shù)不熟練或其他原因很容易因為操作不當(dāng)出現(xiàn)變形或者損壞等現(xiàn)象。在現(xiàn)代化新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及制造業(yè)中對于零件精度要求很高，所以到目前為止薄壁零件加工在精度以及使用強度上仍然有很大的提升空間。想要提高零件精度，就需要對能夠影響加工工藝精度的因素展開全面且細(xì)致的分析，并且需要從中找到改良工藝的方法。

影響數(shù)控加工工藝的因素大致可以分為：機床精度、機床強度、工藝路線、走刀方式與路徑以及裝夾時造成的變形等。對于工藝精確度的定義，就是在完成加工后其表面實際情況和設(shè)計方案是趨于一致沒有任何誤差。但是目前能夠影響到加工工藝的最大因素就是零件的變形問題，那么想要避免這種情況的發(fā)生就必須將明確為何變形放在首要位置，找出原因加以解決，其他問題則可以隨后考慮。對于零件本身強度以及因為工藝操作技術(shù)導(dǎo)致受力不均而出現(xiàn)變形等，必須進行詳細(xì)研究，要使所加工零件的尺寸、大小等各要素與設(shè)計之初的圖形數(shù)據(jù)一致。

2.1 零件裝夾方法

針對這個問題就需要選擇正確、合理的裝夾法，以提升數(shù)控操作工藝精度。要對零件某些部位由于容易受到外力擠壓而變形的位置，展開詳細(xì)細(xì)致的數(shù)據(jù)分析找出問題所在。對于大多數(shù)夾緊裝置其實也可以采用專業(yè)的夾具來進行處理，如施工環(huán)等。對此還需要說明通常情況下軸向裝卡可以用徑向來代替，并且利用當(dāng)前較為常用的改良手段，針對零部件容易變形的位置進行針對性處理。假如想要提升零件精度，還可以通過提高部件強度來實現(xiàn)，針對這個問題在當(dāng)前常用的辦法就是增加壁厚。但這也帶來了新問題，如空缺處該如何處理等。此時，可以用石蠟對其填補，當(dāng)然也可用松香進行操作。這種方法與古時制造青銅的“失蠟法”類似，在完畢之后要將這些澆筑的材料全部清理干凈。

2.2 角度的選擇

經(jīng)過大量實際試驗表明，如果機床結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與刀具的數(shù)據(jù)能夠基本確定，那么切割力度也會受到多方面因素影響，最終導(dǎo)致被加工物品變形。但是在這些因素當(dāng)中影響最大的莫過于刀具的切割角度，假如能夠正確地運用刀具的前、后角度，那么可以在很大程度上有效減少變形，同時，也有利于降低摩擦受損程度。在加工過程中，軸向與徑向受到的切割力度主要還是由片角度來決定的。對于某些強度稍弱的零件而言，此時主偏角應(yīng)該盡量向90°靠攏，所以在加工不同的物品時，角度問題并不是固定不變的，而是要根據(jù)實際情況具體分析。

2.3 走刀方式與路徑

不合理的走刀方式與路徑也有可能造成被加工零件變形，假如對此進行改良，那么首要問題就是注重精度。在當(dāng)前多種走刀方式中，有兩種方法不僅可以提高效率，還能夠更加快速地完成粗加工并且也不容易出現(xiàn)變形。分別為一次性和階梯式粗加工法，其共同點是按照高線的痕跡以及和加工量同等均勻的走刀路線。但是和傳統(tǒng)的操作方法相比，由于斜線角度加工存在很大弊端，也容易造成零件破損與變形，所以當(dāng)?shù)毒唠S著x軸或者y軸方向在等高線上進行平行移動，這樣就可以輕松地消除附在物品表面的雜質(zhì)，極大地提高了精度，并且在進行切割時也能夠有效保護刀具，減少不必要的磨損，延長使用期限，提高加工質(zhì)量。

2.4 加工路線

對于任何加工企業(yè)而言，在引進先進設(shè)備后還需要不斷調(diào)試，這樣才能提升加工工藝水平，但是關(guān)于薄壁零件出現(xiàn)變形問題，也需要找出原因，同時，也要探究其變形的根本規(guī)律。針對這些問題展開詳細(xì)的研究與分析，對于大多數(shù)的專業(yè)人員而言，還需要制定出合理的加工制作路線。但是在這個過程中，假如因為工序和工藝不合理而出現(xiàn)變形問題，就需要找到正確的解決方法，并且也需要掌握其規(guī)律。從加工工序的大致流程也可以看出，零件強度、規(guī)格不同，那么受力部位也需要作出改變，同時，還需要將元件的接觸方法綜合考慮，避免在加工過程當(dāng)中出現(xiàn)震動的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致出現(xiàn)變形。

3 工藝改進方法

在前期工藝設(shè)計大多采用高度仿真的專業(yè)技術(shù)，并且也需要模擬出真實的工藝系統(tǒng)，聯(lián)系該系統(tǒng)的特征找出最適合的改良方法。數(shù)控加工技術(shù)的基本內(nèi)容包含了幾何與物理仿真兩個方面，幾何主要就是將機床、刀具、工件等物品，根據(jù)刀具的實際情況，觀察檢測存在的問題，而物理仿真是為了制造出工藝模型，用于分析微觀理念下的誤差值。

以切割為例，在設(shè)定刀具路徑時首先應(yīng)當(dāng)考慮到工件是否存在變形等問題，假如在加工過程中出現(xiàn)變形，那么就足以證明工藝存在問題。而當(dāng)前大多數(shù)的薄壁零件，其主要特征就是輕，但是強度卻沒有明顯變化。因此，目前薄壁零件總的發(fā)展趨勢是輕量化，但由于重量輕，也容易導(dǎo)致強度不足。但是強度過高也容易導(dǎo)致數(shù)控設(shè)備磨損速度過快，提高經(jīng)營成本，因此，這就存在很大的矛盾點，想要讓零件變得越來越輕薄，但是加工難度也在不斷提高。這一系列的問題就要求操作人員在進行加工時，必須考慮到路徑問題，要仔細(xì)觀察工件在進行加工時所遇到的各種情況，根據(jù)實際情況隨時做好調(diào)整路徑的準(zhǔn)備，確保刀具始終都能夠在預(yù)設(shè)的軌道當(dāng)中正常運行工作，要極力避免因為路徑出現(xiàn)誤差，從而導(dǎo)致被加工產(chǎn)品出現(xiàn)異常的情況。此外，對于刀具路徑的修改和彌補，也能夠在很大程度上降低因為零件變形反彈而產(chǎn)生的誤差值。當(dāng)工件夾緊或者在進行切割時，其切割速度快慢與角度高低都會影響被加工物品的狀態(tài)，從切割角度來看待這個問題，還需要根據(jù)科學(xué)合理的方法進行檢驗，同時，還可以采取其他手段對其實行輔助操作。例如，適當(dāng)增加刀具前后角度，那么就可以有效調(diào)控切割速度以及刀具之間摩擦力度。

4 結(jié)語

當(dāng)前，加工工藝的進步相當(dāng)快速，對于數(shù)控加工行業(yè)的快速發(fā)展也起到了很大的推動作用，在目前也運用于各大加工工業(yè)當(dāng)中，如航空航天、機械制造等。目前，人們對于薄壁零件數(shù)控加工工藝的要求也不斷提高，要求其具備比以前更好的質(zhì)量，以便于滿足當(dāng)前現(xiàn)代加工行業(yè)的需求。對于薄壁零件數(shù)控加工工藝而言，能夠影響加工工藝質(zhì)量的因素有很多，如零件裝夾、切割角度、走刀方式與路徑以及加工路線等。因此，作為專業(yè)人員必須掌握這些因素，同時，還需要了解改進加工工藝的方法，這樣才能夠推動該行業(yè)繼續(xù)發(fā)展。

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