铝合金薄壁件铣削加工精度控制研究实践

铝合金薄壁件铣削加工精度控制研究实践

高自谦

成都四威高科技产业园有限公司  610000

摘要：经济与科技发展推动下，我国航空航天事业的发展迅速，其中，铝合金薄壁件做为重要的结构部件，其精度控制水平能否得到进一步提升，是目前的一个重要研究问题。基于此，本文主要针对铝合金薄壁铣削加工的精度控制展开探讨，期望能够为提高这一结构部件的加工质量做出贡献。

关键词：铝合金薄壁件；铣削加工；精度控制

现阶段，薄壁件在经过铣削加工的过程中，较常容易出现变形情况，然而由于会对其精度造成影响的因素较多，因此在进行加工时，通常较难以实现精准控制，为此，如何解决这一变形问题，在薄壁件加工领域成为一个重要课题。通过观察和研究发现，主要的变形影响因素有材料、铝合金特性、参数设置等多个方面，为此，就需要相关人员在执行加工操作的过程中，尽可能做好对上述因素的控制工作。

一、导致铝合金薄壁件出现变形的主要因素

（一）铝合金材料影响

铝合金薄壁件自身便存在较为容易发生形变的特质，其刚度较弱、抗变形能力较低，具有重量轻与强度高的特点，因而一旦对精度的控制把控不到位，便会出现变形问题。例如，在铣削加工时，再对其进行塑形的过程中会产生一定数量的铝屑，而这种铝屑在与外力作用后，便会导致薄壁件的变形；除此之外，切削时，由于摩擦所释放的热量，也会对薄壁件造成变形的影响。

（二）切削工艺的影响

切削是一个相对复杂的环节，不仅在实际的操作过程中需要多加注意，在工具刚度、装夹方式、机床精度、切削液等的选择上，也需要格外的仔细，只有做好对上述所有影响因素的控制，才能够实现对薄壁件自身精度的控制。除此之外，在实际作业中，加工工序的不恰当也是会导致发生变形的主要因素，这主要是由于当工序发生变化时，残余应力也随之发生变化而导致的。

（三）技术参数设置的影响

实际加工的过程中，技术参数设置需要控制在一个最为精准的区间内，超出这个区间的设置，就会导致无法实现对精度的控制。例如，切削角设置不合理的情况下，就会导致在进行切削操作时，薄壁件无法很好地与刀具设置契合，进而产生振动，出现形变，同时，也会加快刀具的损耗；切削参数设置不合理的情况，会出现装夹方式的不合理，在加工时，稳定性会受到影响，进而在切削的过程中出现变形，精度无法得到控制。

（四）刀具的影响

切削刀具的选择是最为重要的部分。针对于薄壁件的切削，通常需要将大部分的多余材料切除，如果在这个过程中，刀具的性能无法达到加工标准时，就会导致在切削时的受力不均匀问题的发生，从而导致加工后的薄壁件出现由于不均匀而导致的变形，影响精度。

二、铝合金薄壁件铣削加工精度控制研究实践

（一）加强对工艺支撑的控制

由于铝合金薄壁件在切削过程中，需要依据设计好的形状进行操作，这样就导致了其外形条件可能会存在多样的变化，而铝合金又属于易形变的材料，因而在切削的过程中，一定要加强对于工艺支撑精度的控制，将相关技术参数控制在最合理且科学的区间内。首先，加工时，应依据薄壁件的设计结构特点，对切削时产生的热量与应力进行计算，依据实际的加工需求，合理设计工艺支撑，从而最大程度保证在其不会在热量与应力作用下变形。除此之外，实际切削的过程中，还会依据设计需求在不同的位置进行多次的切削，因此应进一步加强对固定位置的控制，尽可能消除残余应力影响。

（二）加强对切削技术操作的控制

首先，要依据实际的切削作业要求，选择最为合理的切削刀具，对直角、螺旋角、刃度等参数进行充分的考虑，使其能够最为符合薄壁件的切削需求；其次，由于切削力会随着深度的推进而随之增加，因此为了避免出现受力不均匀而导致变形的问题，就需要能够切削力、切削速度进行更为合理的把控，消除受力问题的影响，同时，也能够避免薄壁件表面出现粘滞现象。

（三）加强对冷却液的控制

在切削加工中，适当地加入冷却液，能够起到迅速降温，控制温度的效果，从而防止由于温度过高而引起变形的情况。在这个过程中，需要对冷却液的规格型号、加入时间、一次性用量等都做好相应的计算与控制，同时，还要能够依据冷却情况与加工情况，判断是否需要连续多次添加冷却液。在冷却液的作用下，薄壁件受热不均匀的情况将被改善，从而消除温度影响，此外，在制作过程中加入了冷却液的薄壁件，其表面将更为光滑，不会出现细纹问题。

（四）加强对工具选择的控制

为保证切削加工的作业效果，提高精度控制水平，还应进一步加强对于工具选择的控制，对加工过程中可能会使用到的工具、设备、测量仪器等做好相应的管理。例如，在夹具的选择方面，需要依据薄壁件尺寸的大小，选择不同的夹紧方式，在夹紧力度、方向等方面的控制，也存在不同，除此之外，由于不同夹具的购置成本也存在不同，因此应充分考虑到这一问题，在满足加工需求的基础上，选择性价比最优的夹具。

（五）薄壁件举例

例如，如下薄壁件的结构工艺，便需要通过一定方法进行控制（见图1）。

图1

该零件为一种常见的连接环，由铝合金制成，形状如图所示，所采用的材料为铝合金7050-t7451，最小厚度为1.2mm，属于薄壁件范围，在加工过程中采用切削工艺，较为容易出现变形。切削参数方面，在进给量变大的情况下，会导致零部件变形增加，因此加工时，便需对进给量参数进行控制；力度方面，在道具为硬质合金刀具情况下，切削转轴速度越高，刀具会产生的波动越高，变形越大，同时，随着进给量的增加，切削力也会增加，由于波动而导致的变形也会越大；切削液方面，选用减摩乳化切削液，冷却效果良好；装夹时，通过增加辅助支撑环，并在支撑环与工件间填充石膏，能够有效缓解变形。

结束语：

综上所述，精度存在问题的薄壁件，在使用过程中一旦发生故障，便可能会导致严重的事故问题，因此，在我国制造业发展迅速的社会背景下，社会对于铝合金薄壁件的精度需求愈来愈高。基于此，相关人员在进行加工操作时，一定要做好对于各影响因素的管理与控制，从而最大程度保证铝合金薄壁件的精度，这将不仅有利于企业经济效益的提升，也将有利于整个制造行业的发展与社会经济的进步。

参考文献：

[1] 李锋. 刍议铝合金薄壁件铣削加工精度控制[J]. 内燃机与配件,2021(16):117-118.

[2] 郇梅. 航空铝合金薄壁件铣削加工变形分析与控制[J]. 数码设计（下）,2019(2):175.