薄壁零件加工装夹方法及加工技巧分析

王先智

摘 要：薄壁零件是目前工业生产当中具有较多应用的零件类型，在实际加工当中具有较为复杂的特点，如果没有做好处理，即可能发生变形等问题而对零件的品质与精度产生影响。为了在不同切削力下也能够保障加工的稳定性，需要能够以最大切削用量的方式做好装夹力的确定。而为了对零件在精度方面的要去进行满足，当具有较大材料切除量、且零件在精度方面具有较高要求时，则可以对粗加工-精加工的路线进行使用。

关键词：薄壁零件加工 装夹方法 加工技巧

中图分类号：TG51 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（a）-0088-02

薄壁零件是一种具有紧凑结构且重量较轻的零件类型，对实际加工技术具有较高的要求，如果在实际加工切削当中存在振动情况，即很可能因此导致其发生变形。对此，即需要能够在实际生产中做好技巧把握，以科学加工方式的应用保障加工质量。

1 加工技巧

为了做好加工变形控制、保障加工质量，即需要能够做好以下内容的控制。

1.1 改善工艺流程

在实际加工当中，刀具的应用将会对工件产生一定的作用，如切削热、切削力以及教工的残余应力等。对此，在实际对薄壁零件进行加工时，需要能够对装夹变形以及切削力进行降低，以此避免发生加工变形的问题。在实际粗加工过程中，需要通过较大切削用量以及夹紧力的应用实现对材料的切除，并注意为后续精加工留出一定的余量。而在两者加工的间隙当中，则可以对热处理方式进行应用，以此消除实际加工中形成的残余应力，进而实现薄壁零件加工精度的提升。在实际精加工环节中，也需要能够做好切削参数的合理选用，在对切削热以及切削力进行降低的基础上实现加工精度与品质的提升。

1.2 优化加工工艺

在实际薄壁零件加工的过程中，切屑同工件、前刀面以及后刀面间会形成非常剧烈的摩擦，并以此形成大量的其切削热。在该种情况下，工件即会在切削热影响下出现受热不均的情况，并因此对零件最终的加工品质产生影响。同时，在具体走刀策略方面也将影响到薄壁零件的变形误差以及加工效率，在实际对加工路径进行选择时，即需要保证对工件材料切除的对称性，对于具有较大切除量的薄壁件，则需要以小切深、中进给、分层切削的走刀方式进行处理。在加工腹板时，则可以应用环切走刀方式，保证具有均匀的加工应力，如腹板具有较大的面积，则可以使用分布环切方式。在具体加工中，通常需要使用顺铣方式，以此对工件在此过程中的受力变化进行减少，刀具路径选择方面，则需要保证其具有良好的平滑性，在拐角位置通过圆角圆弧方式的使用进行过渡处理，并对进给速度进行 降低，通过对加工顺序的合理安排实现加工变形情况的 降低。在具体加工顺序方面，首先需要保证工件在装夹以 及定位方面具有較好的可靠性，而在具体加工过程中，则 需要对工艺刚度以及自身刚度进行减少，在保障零件在整 个过程当中具有较好刚性的基础上对加工变形情况进行 最大程度的减小。

1.3 确定切削参数

在实际铣切当中，切削热以及切削力的大小将受到较大来自切削参数的影响。在实际选择切削参数时，受到工件材料、工件表面精度、刀具材料以及加工品质等方面因素的影响，在具体选择铣削参数方面将直接影响到刀具耐用度、加工效率、加工成本以及加工品质。而对于上述影响来说，在实际加工中通常单纯只有一个或几方面因素的存在，而不能够同时存在。对此，在实际加工中即需要工作人员能够做好综合考虑，在选择偏向哪一方面的基础上对其中的最佳平衡点进行寻找，可以通过对各齿进给量的调节确定对切削力的影响，以此实现加工误差的降低。在粗加工当中，在刀具以及机床情况允许时，则可以尽可能对较大的铣削用量以及较大的进给速度进行选择，且可以对中等转速以及低速进行采用，以及大切身、大直径刀具以及大进给工艺参数等，以此在对毛坯材料进行快速去除的基础上实现加工效率的提升。在精加工环节，为了对工件的表面品质以及加工精度进行保证，则可以对较小每齿进给量进行使用，通过小切深、中进给、高转速以及小直径刀具共参数的采用保证在实际加工中始终能够保持稳定的切削状态，减小工件承受的切削热、切削力以及切削变形作用。在实际对主轴转速进行选择时，则需要根据机床的最大转速承受情况做好工件材料以及刀具材料的考虑，包括有刀具的直径参数等，以此对合理的转速进行确定。在高速铣削过程中，同普通铣削方式相比具有更大的中等齿进给量以及更快的切削速度，同时具有较大的径向切身以及小切身。对此，在实际加工当中，需要在对加工精度进行保证的基础上对加工效率进提升，在条件相同时则可以尽可能对高速铣削方式进行应用。

1.4 调整装夹方案

在装夹力影响下，工件很容易会发生变形情况，因内部出现装夹应力场而导致位移情况的发生。在实际切削加工当中，如果没有做好控制，出现欠切以及过切的情况，则会因此在工件表面形成几何误差变形，并因此对加工品质产生影响。装夹可能使刚性较差的薄壁结构件因此出现变形问题，对于该问题，在实际铣削零件时需要做好装夹方案的优化，在对工件表面品质、加工精度以及生产效率进行提升的基础上获得生产成本降低的效果。在具体装夹方案设计时，首先需要根据具体技术要求以及零件的结构特点分析加工过程的变形以及受力，通过科学计算以及预测方式的应用对其中可能发生变形的位置进行寻找。同时，需要确定具体的夹紧力大小以及实际夹紧方式，尽可能减小工件在此过程中所受到的力矩以及综合作用力。另外，在对零件工艺刚度进行提升的基础上，减小零件的铣切削振动以及装夹变形情况，进而实现工件精度的提升。

1.5 合理利用切削液

在实际加工中，通过切削液的合理应用能够有效减少工件同刀具间的摩擦，以此保证工件的表面质量与精度。在实际应用中，需要能够先做好加工具体工艺要求以及加工性质材料实际情况的把握，在对刀具材料实际进行综合考虑的基础上对其进行应用。在进行粗加工处理中，因具有较大的切削用量与余量，此时通过适量切削液的加注，则能够有效实现切削温度的降低，如可以选择具有较好冷却效果的4%乳化液进行选择，以充分、连续的方式进行浇筑，即能够获得较好的处理效果。由此即可以了解到，在实际切削处理中，通过对各种切削液的充分以及合理的应用，则能够在对切削力进行减小的基础上实现刀具耐用程度的提升，进而起到对工件表面粗糙度进行降低的效果。在此过程中，工件也将受到更小的切削热影响，也不会影响到最终的几何精度以及加工尺寸，以此获得较好的处理效果。总体来说，通过切削液在实际加工当中的应用，则能够在对切削区温度进行降低的基础上对工件以及刀具进行冷却润滑处理，在对加工摩擦进行减少的基础上使刀具具有更长的使用寿命，在保证工件表面具有较好光洁度的情况下实现大量切屑的快速冲洗，保证工作区温度适中，保持稳定状态，避免二次切削情况的出现。

2 结语

在上文中，我们对薄壁零件加工装夹方法及加工技巧进行了一定的研究。总的来说，薄壁零件在实际加工当中具有较多的影响因素，如刀具振动、刀具磨损、机床刚性、工件受热和装夹变形等，都可能影响到最终加工品质。为了能够保证加工质量与精度，即需要能够在前期加强工艺优化，对零件的加工品质进行细致的分析。同时通过对工艺流程、走刀策略和装夹方案的设计优化保障处理质量，以此实现薄壁零件表面品质以及尺寸精度的提升。

参考文献

[1] 丁宇.薄壁零件加工装夹方法及加工技巧分析[J].机械工业标准化与质量，2013（10）：41-43.

[2] 张景霞，陈文殊.浅谈薄壁零件的数控车削加工[J].科技创新导报，2016，13（36）：94-95.