对薄壁零件数控车工加工工艺分析

曹二文

摘 要 新世纪是提倡节约能源，保护环境的时代。薄壁零件以重量轻、节约材料和结构紧凑等优点在各个行业得以广泛应用。然而薄壁零件由于其刚性差和强度弱，在机械加工中很容易变形，导致加工精度难以确保。因此，本文对薄壁零件的数控车工加工工艺进行了分析，以期提高其加工精度，内容仅供业内人士参考。

关键词 薄壁零件 数控车工 加工工艺

0前言

薄壁零件的精度和质量在数控加工工艺中的重要性可想而知，不仅是产品核心竞争力的代表，更是决定国家的加工水平先进与否的重要因素。然而现阶段的薄壁零件在加工过程中存在影响因素，制约了其加工精度的提高，因此，加强对薄壁零件数控车工加工工艺分析，提高加工质量迫在眉睫。

1影响薄壁零件数控加工精度的因素

1.1工件的装夹工艺产生的变形

无论哪种装夹方式薄壁零件的装夹工艺问题都是制造过程中的首要条件，由于薄壁零件自身的结构特点，如果夹紧力支撑点选择不当容易引起弹性变形从而影响到零件的形状精度、尺寸精度、位置精度。除此之外，在薄壁零件的实际加工过程中，其加工时的夹紧力和切削力之间会由于力的作用而产生一定的耦合作用，从而使得残余应力分布在工件的周围，这种情况下就会使得工件变形，影响其加工精度。所以说，在薄壁零件的生产加工过程中，装夹工艺是其产生变形的主要影响因素之一。

1.2受热产生的变形

在高负荷的工作强度下数控车常年受热，薄壁零件在切削时或多或少会因此而变形，导致零件加工精度下降、质量不合格。换一种方式说，这种类型的误差是不可避免的，因为在数控车运行精车、半精车或粗工加工程序时必然会产生切削热，而零件特别是薄壁零件必然会因受热发生变形。此外，在选择加工过程中的冷却液时，选择的不合理也会造成严重的热变形，而不同的加工工艺需要相对应的加工方法，因此，有关人员在对其热变形进行预防的时候，可以从这方面进行考虑。

1.3加工刀具产生的变形

在薄壁零件的加工过程中，刀具的主偏角一般决定径向的切削力和零件的分配角度，对于薄壁零件来说，它的刚性较差刀具的角度问题会直接造成零件表面粗糙度的不均匀。在实际加工的过程中，如果加工人员没有按照规定的要求选择合适的刀具，这就会使得刀具在实际运行的过程中造成切削力的大小不符合加工要求，进而影响加工精度，引起薄壁零件的变形。此外，切削量也是影响其加工变形的另一个重要因素，尤其在精车时由于车削量的过大，车削流的方向逆转形成堵塞，都会造成加工过程中零件的变形以及表面尺寸的偏差。

1.4加工方案不当产生的变形

对于零件的加工分好几个步骤，而不同方案肯定能影响到一定的产品质量，在进行设计薄壁零件时要综合考虑选择最合理最规范的操作工序。此外，切削加工之后，其多余材料的走向也会对薄壁零件产生一定的变形影响，主要是因为剩余加工材料的走向某种程度上会产生一定的力作用，这些力的方向是影响其变形的主要因素，因此，有关人员在进行薄壁零件数控加工的过程中，还要对切削后的多余材料的走向进行综合考虑。

2改进薄壁零件在数控车工加工工艺的措施

2.1夹具设计的优化

薄壁零件的相对重量比较轻、强度比较低以及刚性比较差，使得薄壁零件的常规装夹方法给工件造成影响，这种影响大都是因为热变形和轴向切削力引起的弯曲、变形，为了改这一现状就必须拥有专用的加工夹具。因此，在选择薄壁零件的夹具时，需要根据薄壁零件的特点和性能，进行夹具的设计。此外还可以利用新的夹具设计，例如真空吸附式工作台进行装夹定位，在加工时按照待加工零件大小，在工作台表面槽内压入密封条，将零件放置在密封条上，启动真空发生器，工作台底层真空吸盘内形成负压腔，工作台面密封条范围内形成局部真空，使零件被紧紧地压在工作台上，从而极大地减弱了工件的震動和变形以及压板压紧点对零件造成的影响，提高了加工质量和加工效率。

2.2改善零件结构工艺

加工薄壁零件的难点根源在于其刚性差和强度弱，虽然不能从根本解决这个问题，但是我们能对具体的薄壁零件用途进行分析，尽可能降低误差因素。例如增加工艺筋条，在型腔内填充石蜡或熔点低的合金等等。

2.3选择合适的刀具

在对薄壁零件进行加工时，需要对刀具进行合理的选取。一般情况下，选取90度的硬质合金车刀进行粗车与精车的过程，如果是进行螺纹的车削一般选取机夹刀比较好，这是由于机夹刀的精度比较高，即使刀尖损坏后仍可以进行其更换，其次是镗孔刀的选择，要是在加工的过程中，进行的是内孔加工工艺，那么选择内孔的机夹镗刀是最好的方法，这种刀具不仅具有较强的刚性和韧性，并且不需要进行刃磨，避免出现加工过程中振动变形。

2.4制定最优的数控车工加工方案

在前文中有提到很多误差因素是不可避免的，我们只能尽可能减弱其影响，此外我们还要综合所有参数整体考虑以制定出最优的方案，这是保证薄壁零件数控车工加工工艺质量的关键。在生产之前，加工人员需要根据零件的加工图纸进行分析，并根据实际情况选择合适的加工工序和刀具，接下来对加工位置、刀具角度和走向、余料走向等进行详细划分，提高加工精度。

2.5选择合适的切削力

薄壁零件在加工过程中，所使用切削力的大小对零件的变形也会产生一定的影响，减少车削的力度，虽然会增加车削过程中的进刀次数，但是可以避免零件在加工过程中车削力的过大造成零件的变形。此外，加工速度对切削力有着直接的影响，因此在加工过程中，加工人员可以采用高速车削的方法来减弱切削力，避免温度过高导致零件变形。

3结束语

综上所述，本文主要对薄壁零件数控车工加工工艺对其精度的影响因素进行了分析，具体内容为：工件的装夹工艺产生的变形、受热产生的变形、加工刀具产生的变形、加工方案不当产生的变形，并且针对影响因素，提出了改进薄壁零件在数控车工加工工艺的措施，这对于提高薄壁零件数控加工精度具有十分重要的作用和意义。

参考文献

[1] 杜金欣.略论薄壁零件数控车工加工工艺[J].科学大众（科学教育），2015（05）：130+98.

[2] 葛晓东.一种薄壁零件数控车工加工工艺[J].山东工业技术，2015（18）：10.