基于铝合金薄壁零件的机械加工工艺初探

杨君

（驻马店技师学院，河南 驻马店 463000）

前言：在科学技术及社会经济发展环境的影响下，人们对机械设备的精密度和需求量越来越高，这就增加了铝合金材质薄壁零件的制造数量。由于用途不同，这些薄壁零件的外部形态相差较大，结构需求不同，提升了制造行业的工作难度。所以，制造人员需要不断优化机械加工方式，提升自身的能力。

一、机械加工铝合金薄壁零件的重点难点

一是铝合金质地的特征。铝合金是一种复合材料，其粘附性较强，具有良好的可塑性且发生脆性断裂的可能性较小。当制造人员在切割这种材料时，容易留下少量铝合金物质吸附在刀刃上，形成许多的刀包，降低了切刀的灵活性。在施工过程中需要多次更换切刀，不仅增加了制造厂家的成本投入，还降低了零件制造的速度。

二是零件硬度较差。利用铝合金材质制造出来的薄壁零件抗压系数较低，制造人员稍有不慎就会产生零件的不规则形变。在切割的过程中，制造人员想要将附着在刀刃上的铝合金进行分离就必须要用力，这就会发生挤压零件的情况，容易发生断裂或移位。一旦发生上述问题，薄壁材料将无法恢复到原来的形态，只能被废弃[1]。

三是热膨胀系数过高。大量数据表明：铝制材料的膨胀值约为0.0000238，钢制材料的膨胀值约为0.00001，两者相差2.38倍。当制造人员在切割加工薄壁零件时，会产生大量的热能，导致铝合金材质的薄壁零件发生形变。

四是零件薄壁较厚。在对制造出来的薄壁零件进行质检时发现，一些零件的薄度并不能够满足零件设计的需求。这是由于通常情况下，制造人员都是通过数控设备进行零件制造加工的，同时薄壁零件本身就有弹性。当利用设备进行切割时，制造人员不能够对每个零件的参数进行控制，薄壁零件表面非常粗糙。

二、优化机械加工铝合金薄壁零件工艺水平的相关策略

（一）针对铝合金材料的特点进行分析，选取合适的加工标准

想要铝合金材质的薄壁零件能够满足机械设备需求，就必须要弄清楚相关材料的制造特点，并以此为基础选择合适的加工标准及方式，继而获得更适合的机械零件。若制造人员了解铝合金材料的具体情况，就能够对加工制造零件中容易降低精准度的环节进行重点关注，提升机械设备加工的质量。以切割零件的过程为例，上文提到在切割的过程中刀刃上容易残留刀包或产生一定的形变，还有可能会增加零件表面的粗糙度。想要避免这些问题发生，就必须确定准确的加工参考基准，扩大其面积，使其拥有较好的平整度和光滑度，继而增加薄壁零件的光滑性，例如去除零件的毛刺等等。将薄壁零件在初期阶段进行清理，也能够为制造人员接下来的工作提供便利。

（二）粗加工环节中的重点事项

粗加工环节是加工铝合金材质的薄壁零件过程的重中之重，它能够规范薄壁零件材料的尺寸。但若薄壁零件的制造要求较繁琐，就需要在粗加工开始前除去相应的金属层厚度。

制造人员在了解铝合金材质的制造原理材料特征后，对容易摩擦材料加工关键点进行规避，继而降低晶粒产生的概率。由于切割过程中热量一定会产生，薄壁零件在切割环境下，容易改变自身大小，与设计要求存在一定程度的偏差。因此，制造人员在进行加工过程中可以采用转速较小的铳刨方式，尽可能的降低热量的输出，继而得到符合设备需求的薄壁零件。若加工的需求过于复杂，制造人员就需要开展粗加工。具体步骤如下：先要对粗加工设备进行冷却处理，弱化大量散热对零件制造的影响，可以采用低温热的方式进行处理，例如对铝合金材质的薄壁零件内部进行处理时，需要降低控制在1800摄氏度左右，使薄壁零件不能够产生结晶，虽然应用这种处理方式，仍有一部分应力留存在薄壁零件中，但这些少之又少的应力对薄壁零件的稳定性影响较少，提升了薄壁零件的质检合格率[2]。

（三）精加工成型的优化策略

精加工能够控制薄壁零件的实际尺寸及表面光滑度，使其符合设备的实际需求。在开展加工的过程中，制造人员需要选择精密度较高的制造方法，如数显铳创等等；也可以选择制作速度较快的制造设备，防止铝合金材质出现粘附减少原材料的使用量；还可以选择刀杆较粗的刀具进行切割，提升刀具在切割过程中的稳定性，杜绝出现松动或震动的可能。另外，制造人员在安装夹时，尽可能的做到一次成型，但不要将夹子夹的过紧。

（四）机械设备的夹紧方式优化

在上文提到，铝合金材质的薄壁零件在制造过程中虽然已经进行基面定位工作，但若设备的压力过大，将无法获得满足制造需求的薄壁零件。为了解决这一问题，制造人员可以在加工环节开始之前，在合理位置安装受力支撑点，例如可旋转调节高度的杆子等等。这样就能够缓解薄壁材料在刚度方面的缺陷。零件夹紧最重要的固定设备就是螺旋杆，所以，制造人员要对其夹力进行实时监测，使其平均分配在各个支撑点，若只在某些固定的位置放置旋杆，将会致使薄壁零件出现不同程度的形变，继而降低了其利用率，无形中增加了制造厂家的成本投入。

结论：综上所述，制造铝合金材质的薄壁零件难度非常大，经常会出现加工失误或零件形变的情况发生，虽然这个问题的发生并不全是由于制造人员的疏忽造成的，但人为因素占主导。因此，制造人员需要与时俱进，学习先进的制造理念及工艺，提升零件制造的总体质量，为我国制造业的发展贡献出自己的一份力量。