薄板零件数铣加工变形控制研究

摘要：薄板零件数铣加工技术通常会使用一些夹具或者传统的施工工艺，这会在很大程度上造成薄板零件的变形，为了能够更好地控制薄板零件数铣加工过程中所出现的变形等情况，同时也为了能够进一步提高薄板零件的加工质量和效率，笔者将从薄板零件数铣加工的变形原因以及控制变形的方法等方面对其进行详细地论述，希望能够对我国零件加工行业的发展添加助力。

关键词：薄板零件；数铣加工；变形控制

随着我国科学技术地不断发展，薄板零件也被广泛地应用于各种领域，其中包括航天领域、船舶领域、电器领域、汽车领域等等，因此，薄板零件的加工也成为了现阶段我国比较稀缺的项目。如何才能提高薄板零件加工的质量和效率，并且对其变形程度进行有效地控制是现阶段引起人们广泛热议的问题。接下来，笔者就“薄板零件数铣加工过程中的变形控制”及其相关内容进行一系列的探究及讨论，希望能够对一些数铣加工人员在遇到变形控制等相关问题时有所帮助。

一、变形原因

（一）夹紧力变形原因

通过夹紧力而造成薄板零件变形的原因主要有以下几点：第一，当薄板零件采用钳装夹的形式进行制作时，通常会因为构件和钳口之间的接触面积过小，同时又在钳装夹的夹紧力作用下出现向上拱起的情况，此时的薄板零件的作用力会沿着与钳装夹的夹紧力作用垂直方向上延续[1]；第二，薄板零件制作所使用的原材料的质量不符合设计标准，从而导致薄板零件的下表面出现不平整的现象，当毛坯料在钳装夹中所受到的夹紧力处于一种不平衡的状态时，薄板零件就非常容易出现扭曲变形，这也是薄板零件发生形变的重要原因之一。

（二）切削变形原因

通过切削工序而造成薄板零件变形的原因主要有以下几点：第一，薄板零件在进行铣削时，工件和刀具常常会在切削的作用力下释放出切削层中的毛坯残余应力，这种情况会在很大程度上破坏毛坯中原有的应力平衡的状态，从而进一步导致薄板零件的塑性变形；第二，在薄板零件材料的切除过程中，刀具无法避免地会与构件之间产生摩擦，摩擦生热，在这种热作用下，薄板零件会在一定程度上出现热膨胀现象，从而进一步造成薄板零件在长度和宽度两个方向上产生形变；第三，当薄板零件出现向两个方向进行延伸的趋势时，常常会因为平口钳的限制而产生中断，在这个过程中就很容易发生薄板零件的热变形。[2]以上不同的变形效果叠加在一起，会极大地影响了薄板零件加工生产的质量，埋下安全隐患，因此薄板零件的加工变形控制成为了技术人员研究的重点方向。

二、控制方法

（一）夹具设计

对于夹具的设计来说，最重要的在于如何降低薄板零件再夹具夹紧力的作用下而产生的变形影响，具体来说，设计人员可以从以下几个方面作为切入点进行研究：第一，夹具的结构设计主要包括固定槽、螺钉孔、封闭槽、结构槽、基准面、下料槽以及夹具主体等部分，而夹具结构也是通过削铣加工的夹具主体而获得，因此在设计夹具时，设计人员应最大程度上地控制夹具中各零件的尺寸和精度，从而进一步保证薄板零件与夹具槽之间能够完美地契合；第二，薄板零件加工的夹具制作可以采用铝作为施工材料，将夹具的地面与侧面进行严格地摹效和加工之后通过垫铁的方式使薄板零件能够被紧紧地固定在平口钳内，从而有效地与加工机床相连接，提高薄板零件的加工效率和质量；第三，在进行夹具设计设计时，设计人员还需要注意在薄板零件装入夹具时，零件的两端应如何与夹具内部进行紧密地接触和定位，针对这种情况，可以将薄板零件的右端进行固定，而对于零件的左端来说可以将其自由四方，这样可以有效地降低薄板零件加工过程中可能会产生的应力形变，显著地提高薄板零件的加工质量；第四，设计人员还可以将夹具的两端的螺钉、压板、螺母、垫片等构件紧密地固定在夹板上，这样可以在一定程度上缓解薄板零件被平口钳加紧而造成的形变等问题；[3]第五，从客观的角度上来说，薄板零件的数铣加工工序通常会采用两面加工的方式进行制作，在翻面的过程中，薄板零件可能会因为与夹具中的结构槽之间产生作用力和摩擦而发生形变，因此，设计人员还可以在夹具的结构槽底部设置一些铜版纸，这样可以起到支撑薄板零件，减少薄板零件发生形变的作用。

（二）工艺改进

薄板零件数铣加工工艺的改进方法可以从以下几个方面进行研究：第一，薄板零件的下料，传统的下料方法是通过锯削的加工方式，但是这种加工方式会在一定程度上产生热膨胀作用力和切削的作用力，这些作用力会引起薄板零件的毛坯变形，从而进一步影响施工人员对薄板零件的变形控制，针对这种情况我们引进了线切割加工技术，该技术主要是通过电火花的放电效果而对薄板零件进行下料的加工工艺，其优势在于加工生产的薄板零件质量较好、发生形变较小、产生应力较小等，因此在薄板零件的数铣加工过程中普遍推行[4]；第二，在薄板零件数铣加工的工序中引进了高速切削技术，该技术相较于传统的切削技术而言，其优势体现在可以有效地减小薄板零件的切削深度和宽度，从而在很大程度上降低薄板零件出现形变的概率，除此之外，高速切削技术还可以将切屑迅速排出，极大地减少了薄板零件数铣加工的热变形，因此该技术在薄板零件加工领域有着较大的发展趋势。

三、结语

总而言之，现阶段我国很多薄板零件数铣加工企业都或多或少地出现一些薄板零件在加工过程中发生形变的问题，这些问题的频繁发生会在很大程度上影响薄板零件数铣加工企业的经济效益和社会影响，而本文笔者在文中也提到了一些改进和完善薄板零件数铣加工过程的意见和建议，相信在相关技术研究人员对薄板零件数铣加工技术不断地改进和完善下，在不久的将来，这项技术一定会取得更大的进步，同时也为我国薄板零件加工行业的发展做出更大的贡献，这也是我们所期待看到的结果。

参考文献：

[1]宋伟玲.薄壳塑胶件的数铣加工工艺研究[J].机电工程技术，2016，45（11）：118121.

[2]郭彬，张辉.数铣加工薄壁零件的工艺设计[J].现代制造技术与装备，2017（02）：124128.

[3]欧阳坤源.数铣加工薄壁零件工艺设计[J].科技创新导报，2013（13）：136138.

[4]张胜.薄壁不锈钢基板数铣加工改进[J].金属加工（冷加工），2016（S1）：111115.

作者簡介：梅红霞，女，汉族，江苏常州人，本科，讲师，研究方向：机械类学科教学。