薄壁件的加工技术要点及其解决方案

王坤，吴爽

（沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110000）

随着科技的进步和人们生活质量的提高，人们日常生活用品的品质要求也逐步提升，一些生活用品也从塑料件转化成金属件，例如电子产品配件的手写笔，儿童玩具等。伴随而产生的各类薄壁零件也因其具有重量轻、强度高、造型美观等突出特点越来越多被应用，但是由于薄壁零件的结构形状特殊性，在其加工过程中受工件材料等诸多因素的影响，会增大加工难度，降低其加工精度。因此，如何提高薄壁零件的加工精度和效率就成了当前机械加工领域内越来越被关注的话题。

1 国内薄壁件加工现状

我国目前的薄壁件的加工分为管套类薄壁件和凸起薄壁类两种（图1）。

图1 典型薄壁零件

（1）管套类的薄壁件的技术难点一般在内外壁的同轴度上，例如电子产品中配套的手写笔的笔管。在加工上我们一般采取车削加工，由于其壁薄，所以在夹紧过程中极易产生变形，变形在加工后就会恢复形变，将我们已经加工好的圆柱表面进行变形，从而影响加工质量。而在加工中我们一般采取使用辅具的方法来解决，是采用圆弧形卡爪，将点接触变为面接触，增加接触面积；二是采用开口套，将卡爪的点受力转化成开口套的面夹紧，受力均匀，变形均匀；三是采取可溶性胶灌注，在工件内注入可溶性胶，之后夹紧，由于有胶的存在，减小夹紧变形，加工后将胶洗掉，不影响工件精度，但是由于经过水洗过程，将影响表面锈蚀进度，要注意后期的防锈。

（2）凸起壁类零件为整体曲线截面薄壁类，典型零件迷宫式零件。此类零件一般采取铣削进行加工。其曲线状态一般使用数控立铣能更好的控制其曲线形态，但是由于铣削加工为断续加工，加工冲击力大，薄壁件在加工中容易因震动产生过切或者破坏，甚至是折断加工部位，造成加工缺陷。

（3）其他辅助加工方法。在一些加工凸起类薄壁件时一般还会采取单侧工艺辅具支撑或者工艺搭子的方式，在工件的另一侧抵消因切削力使工件的变形。此种方法要求工件定位精度高，但是制作辅具同样耗时耗材，所以此种方法一般适用于批量较大的零件生产，单件小批量时一般不建议采取此种方法。

2 薄壁件加工的解决途径

（1）传统方法。从刀具方面来提高刀具性能，调整刀具角度；切削用量方面，小进给量、大的切削速度；辅具方面，增加夹紧受力面，尽量缩小夹紧力变形。

（2）目前解决方法。从机床设备的稳定性上着手，选择稳定性能好的机床及数控系统；优化加工路线，在薄壁件加工时尽量选择螺旋进刀，不同的加工表面采取不同加工方案；合理选择应变补偿，在薄壁件侧壁铣削过程中，为消除因切削力产生的单向延伸而形成的拱变形，可采用各侧壁同向铣削，使其产生同向拉伸以消除变形；适当采取热处理工艺，在适当位置安排热处理工艺，增加工件的硬度和强度，进而保证工件的加工质量；合理选择冷却液，降低工件的热变形，延长刀具的使用寿命。

3 建议措施

在薄壁套的加工中将开口套与橡胶垫圈配合使用。在开口套与工件之间增加弹性垫圈，一方面可以将工件的受力均衡分布，同时使用垫圈可以增加摩擦系数减小夹紧变形状态；在凸起薄壁类零件粗加工中，因考虑到震动，建议使用逆铣加工，减小震动量，而在精加工的时候，综合考虑各项性能指标及吃刀量的参数关系，建议使用逆铣进行加工。

薄壁类零件的加工在车削和铣削加工中均为主要的技术要点，薄壁件尺寸和精度更代表着技术的难度等级，各类型的技能大赛更是把薄壁件的加工做为技术考点。薄壁件的广泛应用更是对薄壁件的加工提出了更高的技术要求。

参考文献：

[1]杨建伟．浅谈薄壁零件的铣削加工技术要点[J]．科学与财富,2017，1．

[2]沈耿．薄壁件切削加工控制变形的工艺措施[J]．工艺与工艺装备，现代制造工程，2003,（4）：50．

[3]刘学杰．薄壁零件加工的切削力模型分析与试验研究[J]．南京航空航天大学硕士论文,2008,1．

[4]姚荣庆．薄壁零件的加工方法[J]．机床与液压， 2007，(8):251-252．