薄壁零件数控加工工艺质量改进策略研究

王震（渤海船舶职业学院，辽宁葫芦岛　125005）



薄壁零件数控加工工艺质量改进策略研究

王震
（渤海船舶职业学院，辽宁葫芦岛125005）

【摘 要】在计算机技术飞速发展的今天，通过计算机技术与仿真技术的结合，薄壁零件数控加工工艺取得了很大的进步，其逐渐的从不成熟的工艺走向高新科技的工程科学。以往的薄壁零件数控加工技术研究都是通过传统的经验来进行研究，现在正在转变为科学性的分析。薄壁零件自身的特点使其在数控加工过程中容易产生变形而且很难加以控制，导致产品的质量差异较大。本文通过对加工过程中会对工艺产生影响的因素进行分析，提出了一些提高薄壁零件数控加工工艺质量的改进策略。

【关键词】薄壁零件加工工艺策略

1　引言

随着工艺的不断发展，薄壁零件的数控加工技术越发的成熟，其作为现代高新产业的基础力量，已然成为国家制造技术先进与否的指标。此项技术在普通的数控机床上仍然可以加工薄壁零件，所产出的零件涉及到各个工业领域，还包括军事和航空航天等高要求领域。在整个薄壁零件数控加工技术发展过程，贡献最大的莫过于计算机技术，通过其和仿真技术结合运用在精密度极高的机床上，极大地减小了零件的变形。

2　影响薄壁零件数控加工工艺质量的因素

现代高科产业无不追求其所产出的工件的精度，但要保证高精度又非常的难。虽然薄壁零件具有质量小的优点，然而随之而来的弊端是刚性也小，并且结构相对复杂，因此在加工过程中非常容易受到破坏，所以想要提升精度，就需要仔细的分析影响精度的各种因素，从中找出最好的改进方法。

2.1零件精度受装夹的影响

零件本身的刚度对零件加工精度有很大的影响，在加工过程中，必须仔细选择零件的位置和夹紧的装置，仔细的分析应力变形的部位和其作用方向，也可以选用专用的夹具来解决零件装夹时产生变形的问题。除了改进装置外，还可以提高零件自身的刚度来抵抗变形，其中最常见的方法就是临时加厚工件的外壁，等施工完成后除去临时增加的材料。

2.2切削受切削角的影响

通过实验证明，在各个几何参数确定且保持不变时，切削力受多方面因素影响，而占主要的因素则是切削角，适当的改变前后角，可以非常显著的降低变形和摩擦力，以达到减小切削力的目的，有效地限制了零件的变形。另外，加工时的偏角也会影响到加工的精度，分配权由主偏角决定，刚性比较弱的零件，其主偏角尽量偏向90°。

2.3走刀的方式与路径

走刀方式和路径也会影响到加工的精度，改进这个因素可以大幅的提高零件的加工精度，同时有效地提高了零件的质量。走刀方式有很多种，其中一次性和阶梯式粗加工法这两种新型方法能够使粗加工高效的进行。传统的走刀方式弊病甚多，新的方式克服了传统的弊病，能提高加工精度，对提高零件的质量起到了一定的作用。

2.4工序工艺路线

想要提高零件质量，就需要找出数控加工过程中零件变形的规律，对其进行详细分析，然后针对分析结果制定有效的工序工艺路线，这是最直接的解决零件变形的方法。在整个数控加工工艺过程中，对零件进行受力分析，再由分析结果选择出最适合的定位，同时定位面必须和零件的原件紧密结合以防止加工过程中产生振动破坏。因此，在加工过程中，其零件和夹具必须合理分配。

3　数控加工工艺质量改进策略

在数控加工过程中，为了保证加工工艺的质量，前期严密的设计至关重要，采用的方法主要是利用仿真技术对整个工艺进行模拟，然后结合系统的特性对其进行改进。数控加工时包括两个仿真过程，将一系列工件看成刚体，然后用刀具路径检查宏观上误差的过程为几何仿真，将一系列工件看成弹塑性体，制作简易模型进行微观误差分析的过程是物理仿真。

3.1对仿真数控工艺质量改进

这里通过具体的公式KU=F对其进行分析，其中的K为刚度矩阵，F为载荷列阵，U表示工件的变形。从公式看出，当刚度矩阵一定时，工件的载荷列阵F和变形U成反比，因此，要减小零件的变形，可以使刚度矩阵K提高或者使荷载列阵F减小。这种方法是从实际试验中得出的行之有效的方法，理论与实际相结合，可以有效地提高薄壁零件数控加工工艺的质量。

3.2增加主动操作修正刀具路径

工件的变形对零件质量有着非常大的影响，因此，在选择刀具的路径前必须先考虑工件可能产生的变形。随着薄壁零件轻量化的推广，其对技术的要求也越来越高，数控加工技术想要进一步发展，就必须要突破薄壁零件的刚度问题。由于薄壁零件的低刚度，使其在数控加工过程中极易产生变形。因此，在加工前必须要考虑可能发生的变形，这就要求在整个加工过程中仔细观察各种状态，随时修改刀具的路径，确保刀具的路径不脱离正确的轨道，避免偏差引起工件质量降低。

3.3改进零件装夹方式

在装夹时装夹力也会很大程度上影响薄壁零件数控加工工艺的质量，由于薄壁零件刚度较小，如果在装夹时装夹力过大，很容易导致零件变形，这样很影响零件的精度和质量，加工过程中还存在一个与夹紧力相对应的支撑力，二者侧重的位置不同，支撑力作用在强度弱的面上，以此来增大零件的强度，而夹紧力会降低零件的刚度，应使夹紧力作用在刚度大的面上。这样，使二者互相补充，科学的降低了薄壁零件的变形可能，非常有效的控制了零件的变形。除了方法上需要做此改进外，装夹工具也需要改进，装夹前，需要仔细分析和选取装夹位置，专业分析工件上的盈利，采用先进的装夹装置，以求最大限度的降低在夹紧过程中产生的变形。

4　结语

随着现代工艺的迅速发展，薄壁零件数控加工技术越来越普及，同时对零件质量的要求也越来越高。在薄壁零件的加工过程中，必须严格把关，仔细分析各种影响质量的因素，提前做好每个影响因素的解决方案。本文强调了各种对工件质量产生影响的因素，并逐个提出对策，通过对因素进行具体的分析，科学的应对，以提高薄壁零件数控加工工艺的质量，积极推动现代化工业的发展。

参考文献：

［1］马广.铝合金薄壁零件数控加工夹具问题探讨.《制造技术与机床》，2014年11期.

［2］李盼.薄壁零件数控加工工艺质量改进分析.《电子测试》，2013 年21期.

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