薄壁零件机加工工艺及方法探究

薄壁零件机加工工艺及方法探究

张虹 ,于峥  ,张晨宁

中车大连机车车辆有限公司      辽宁大连     116022

摘要：薄壁零件是机械加工当中比较难成形的部件，出现这种情况的主要原因就是在加工过程中很容易发生变形，而且尺寸和形位公差都很难达到标准要求。但是薄壁零件又是机械的重要结构件，所以必须要攻克这项技术。

关键词：薄壁零件；加工工艺；方法；研究

随着微细加工技术的发展，许多零件在具体设计过程中，已经突破了极限加工范围。为了能够实际解决这些问题，运用特种加工方法可以实现这个目标。但是在实际使用中由于新的加工技术效率较低，所以大多会使用传统加工方式，因为这种方法的加工效率较高。因此，如何更好地运用传统加工方式，是研究人员需要重点解决的问题。

1薄壁零件机加工的主要影响因素

一般情况下壁厚和轮廓的比例是 1: 25 ，这样的零件统称为薄壁零件。随着相关技术的不断发展，近年来薄壁零件的应用越来越广泛，尤其是机械领域的应用量越大，同时也衍生了许多问题。受到薄壁零件刚性的影响，在切削过程中非常容易出现变形情况。在机械加工中为了确保精度符合要求，应当注意以下几个方面因素，而这些因素也有着不同特点。

1.1零件自身的原因

由于零件的自身刚性较差，所以夹力会有很大不同，在这样的情况下零件发生弹性变形的可能性较大，并且在加工完毕以后会出现回弹，进而导致零件尺寸公差发生变化。

1.2零件加工的影响因素

在切削零件过程中会产生许多热量，如果不能及时地进行冷却，就会加大零件的变形概率，从而影响到零件精度。如果不能合理地设定切削量，就会导致零件在切削力作用下出现弹性变形。

1.3其他因素

机床质量会对零件加工精度产生最直接的影响，同时还要注意起吊、运输、装配过程中的不规范操作行为，这也在一定程度上增加了变形概率。此外，为了能够更好地防控环境温度对的影响，需要采取相应的措施。为了能够有效地防止薄壁零件出现塑性或者是弹性改变，应当严格控制各加工环节，才能全面提升零件加工精度。

2薄壁零件机的加工工艺研究

2.1合理地选择加工路线

当前防止零件变形是薄壁零件加工的研究重点，在明确了零件变形规律基础上，合理地选择加工工艺，能够有效地确保加工精度。通常情况下零件的加工工艺主要包括了准备毛坯和粗加工，以及精加工等相关步骤。在进行粗加工的过程中会留有一定余量，这也导致残余应力增加的主要原因，如果不能采取相关措施来促进应力释放，会导致稳定性降低，然后就会发生变形，这样会对加工精度产生巨大影响。通过对切法的比较，可以明白在对称的切削力作用下，可以促进零件应力释放，这样对提升零件加工精度有很大帮助。同时，如果零件已经具备了对称腔体，应当加大分层对称环切法应用，才能更好地控制加工质量。一般情况下内腔在精加工之前就已经进行了粗加工，这时加工腔体外壁很容易发生变形。在这样的情况下应当避免使用双向铣削行切法，可以采用单边顺铣方式控制精度，才可以减小切削厚度，并有效地确保切削纹理一致。

2.2加强零件刚性

在具体加工过程中由于零件刚性差的影响，会加剧薄壁机的工作难度。如果能够采取合理的措施，不仅能够提升薄壁零件刚性，也可以很大程度地缩小加工难度。因此在具体操作过程中，合理地选择切削用量和削切方法，应当在科学地设置夹紧方式上入手，应当注意以下三个方面。第一，明确零件刚性最好的部分，然后对这个部分进行夹紧，而且在实际操作过程中，要尽量地调低切削量。第二，为了

能够全面地提升零件刚性，可以通过脚注石膏还有石蜡等方式适当地增加零件壁厚，并且在加工工序结束以后运用水溶方法，促进浇筑物和零部件分离，第三，在零部件全部装配完成以后，再对零件进行加工。通常情况下需要优化加工参数，如果表一。

                             表一   加工参数表

2.3科学地设定具体装夹方式

零件的装夹方式，主要包括了定位和装夹这两种。在选择定位点过程中，应当确保定位点处在零件夹紧力可以承受的范围内，这样定位点接触面积和零件稳定性间会存在负相关的关系，而且随着零件的接触面积越大，加工精度就会越高。因此，在进行夹紧工具选择时，应当结合夹紧力方向做好变形情况预测，这样可以有效地防止径向力对零件带来的不良影响。通过实践可以证明零件夹紧点越多，发生变形的概率就会越低，所以在实际操作中可通过增加零件和卡爪接触面积方式来降低零件形变。此外，为了能够强化整体加工效果，还可以增加胀套和施工圈来控制应力。

2.4科学的应用数据补偿

近年来随着数控机床的发展已经比较成熟了，而且数据补偿的功能也更加完善了。因此，在进行薄壁机加工过程中，可以有效地降低误差情况，但是要想更好地实现，需要借助数据补偿功能来控制加工精度。在具体操作过程中，使用有限元分析法对相关参数分析，可以有效地明确形变可能性大的部位，然后结合具体计算来确定变形量，进而改变预设走刀轨迹，并结合实际变形程度来增加偏摆，从而有效地防控变形情况发生。

2.5运用合理的加工步骤

当完成粗加工后应当增加半加工程序，尤其那种需要增大加工量的部件，应当在粗加工以后实施相应处理程序，才能够促进残余应力释放，将残余应力导致的变形降到最低。粗加工完成后还需要进行静置处理，这时需要测量零件变形状况，并以测得数据为参考依据，重新选择加工工艺，同时合理地安排加工顺序和适宜的装夹方法。尤其在薄壁环类零件加工过程中，由于薄壁环类零件刚性较好，要先提升内孔加工精度，然后在这个基础上，提升外圆加工精度。基于半精加工的要求，在具体操作中应根据先松后紧步骤来夹紧零件，才可以防止外力作用导致零件形变。

3未来发展趋势分析

近年来，我国的传统机械加工行业正在逐渐地被特种加工取代，而振动切削加工是属于特种加工范围的，在实际操作过程中通过脉冲振动方法，可以有效地避免传统切削加工弊端，从而很大程度地降低了切削应力，全面地提升了加工精度和加工效率。在进行薄壁零件机加工时，如果能够现实高速切削，就会减少零件形变，且不会有毛刺出现，尤其是在高硬度材料加工时，具有非常明显的优势。

结束语：

薄壁零件机加工的不同阶段，变形情况对加工精度的影响，应当根据图纸要求来确保零件尺寸和公差合理，才可以提升双层结构的稳定性。

参考文献：

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[3]胡应宽,何胜元.薄壁铜套类零件机加工工艺分析[J].汽车科技,2021,09:33-35.