铝合金薄壁零件数控加工夹具问题探讨

2020-01-08河南职业技术学院淡书桥

河北农机 2020年6期

河南职业技术学院淡书桥

前言

数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，它不仅可以满足生产多品种、多步骤、多类型、多需求量、加工精度较高等需求，而且就中等加工难度的批量工件而言，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂、精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。在铝合金薄壁零件加工中使用数控加工工艺技术，可以使铝合金薄壁零件加工工艺水平和效率理想化。为了使铝合金薄壁零件数控加工效果达到最优化，对铝合金薄壁零件数控加工夹具生产加工工艺过程中面临的加工难点问题进行探讨也显得极为重要。

1 铝合金薄壁零件的性能和工艺特色

铝合金型材的材料的可塑性强，可在生产流程中熔焊、钎焊，对想要的形状进行塑形；其黏附性能较强，在生产工艺流程中，铝合金型材的材料在生产切削过程中可以很好地黏附在操作的机械刀刃上，可减少零件的掉落，从而提高产品的生产效率；但铝合金薄壁零件的刚性较差，工件在加工工艺中容易因为内力的变化造成零件的变形弯曲[1]。

2 夹具对数控加工重要性概述

夹具的性能主要是在机械制造过程中固定加工对象位置，使之在加工过程中位置精确，使零件在加工中精确定位，这在数控加工过程中是不能缺少的。夹具具有操作高效、省时省力省工等方面的优势，能够为实现高精确度、高效率生产提供切实可靠的保障。在进行数控加工时，夹具作用如下：（1）保证夹装位置的高精确度[2]。相对于传统刀具对零件加工的夹度保证，夹具对数控加工的夹紧不容易受到机械工人操作技术水平的影响，使得每一批零工件的加工精度趋于一致。（2）能最大限度缩短辅助工时，有效提高零件劳动生产率。夹具装夹快速将工件定位夹紧、快速、便捷、高效，工件免除了人员去画线找正、对刀等工作，可大幅度缩短辅助工时、提高成品率、降低成本。

3 铝合金薄壁零件数控加工夹具问题探讨

在零件的数控加工夹具工艺生产过程中，内力的变化往往容易造成零件材料变形，有色轻金属如铝、镁合金的生产加工。尤其是对于薄壁、薄板类零件的数控加工中的形状变形弯曲表现得尤为突出。如何提升加工工艺技术水平，从而最大限度地防止零件的变形，保证零件产品的加工工艺生产效率和质量，多年来一直是值得我们深入探讨的问题。

3.1 铝合金薄壁零件的加工难点面临问题探讨

铝合金零件在加工工艺过程中容易发生变形，其面临的加工难点与工件的材质、夹装方法、控制刀具选择有密切关系。例如：（1）加工夹装方法需要注意，对于刚性较差的薄壁铝合金工件，对于薄壁衬套类零件如果用三爪自定心卡盘或弹簧夹头从径向夹紧，一旦松开工件必然发生变形。（2）刀具的磨损标准需要严格控制。刀具在使用后磨损程度会越来越严重，会造成零件工件表面粗糙程度加深，切削温度上升工件变形随之增加。因此除选用耐磨性好的刀具材料外，还应严格控制刀具磨损程度，否则容易产生机械刀刃的积屑瘤。

3.2 铝合金薄壁零件数控加工夹具难点问题

数控加工夹具的难点在于：（1）夹具的确定使用。为了提高零件加工的工作效率，减少机械人员在机械操作方面的时间浪费，在数控加工中对于夹具的选择要多加注意。通常来说，当零件的加工数量和批次不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具，以减少生产时间的提前准备、节省生产费用;在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。（2）确保夹具的横竖方向与数控加工的坐标方向、位置的精确固定；夹具夹装上每个零部件应不得妨碍机床对零件每个表面的数控生产加工。