薄壁零件数控加工工艺优化方法

鲁剑

【摘  要】当前，计算机应用技术的不断发展，以及市场竞争越来越激烈，这极大地推动了薄壁零件数控加工工艺的发展。近年来，对该类工艺的技术研究已经从传统的经验性探索逐步转向科学性研究。论文从零件装夹、走刀方式以及加工路线等方面，详细分析影响薄壁零件数控加工工艺的因素，然后再根据这些因素提出改进生产工艺的方法。

【Abstract】At present， the continuous development of computer application technology， as well as the increasingly fierce market competition， which greatly promotes the development of CNC machining technology for thin-wall parts. In recent years， the technical research on this kind of technology has gradually shifted from the traditional empirical exploration to the scientific research. The paper analyzes in detail the factors that affect the CNC machining technology of thin-wall parts from the parts clamping， cutting method， machining route and so on， and then proposes methods to improve the production technology based on these factors.

【關键词】薄壁零件;数控加工;工艺质量;改进方法

【Keywords】thin-wall parts; CNC machining; technology quality; improvement methods

【中图分类号】TG659                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）10-0176-02

1 引言

当前，我国已经是工业大国，现代化加工工业已经在世界上具有举足轻重的地位，薄壁零件数控加工相关技术也变得越来越成熟，但是与世界一流水准相比仍然存在一定的距离，这也是制约我国成为新型制造业强国的一大因素。因此，为了解决这个问题就需要促进该行业的发展，由薄壁零件数控加工工艺制造出的产品在军事、航空航天等诸多领域都起到了极其重要的作用，因此，需要利用先进软件对其详细分析，改善工艺从而提升产品质量。

2 影响因素

薄壁零件具备质量轻的优势，但是在使用强度上并不是很高，问题就在于构造比较复杂，在进行加工时由于技术不熟练或其他原因很容易因为操作不当出现变形或者损坏等现象。在现代化新型技术产业以及制造业中对于零件精度要求很高，所以到目前为止薄壁零件加工在精度以及使用强度上仍然有很大的提升空间。想要提高零件精度，就需要对能够影响加工工艺精度的因素展开全面且细致的分析，并且需要从中找到改良工艺的方法。

影响数控加工工艺的因素大致可以分为：机床精度、机床强度、工艺路线、走刀方式与路径以及装夹时造成的变形等。对于工艺精确度的定义，就是在完成加工后其表面实际情况和设计方案是趋于一致没有任何误差。但是目前能够影响到加工工艺的最大因素就是零件的变形问题，那么想要避免这种情况的发生就必须将明确为何变形放在首要位置，找出原因加以解决，其他问题则可以随后考虑。对于零件本身强度以及因为工艺操作技术导致受力不均而出现变形等，必须进行详细研究，要使所加工零件的尺寸、大小等各要素与设计之初的图形数据一致。

2.1 零件装夹方法

针对这个问题就需要选择正确、合理的装夹法，以提升数控操作工艺精度。要对零件某些部位由于容易受到外力挤压而变形的位置，展开详细细致的数据分析找出问题所在。对于大多数夹紧装置其实也可以采用专业的夹具来进行处理，如施工环等。对此还需要说明通常情况下轴向装卡可以用径向来代替，并且利用当前较为常用的改良手段，针对零部件容易变形的位置进行针对性处理。假如想要提升零件精度，还可以通过提高部件强度来实现，针对这个问题在当前常用的办法就是增加壁厚。但这也带来了新问题，如空缺处该如何处理等。此时，可以用石蜡对其填补，当然也可用松香进行操作。这种方法与古时制造青铜的“失蜡法”类似，在完毕之后要将这些浇筑的材料全部清理干净。

2.2 角度的选择

经过大量实际试验表明，如果机床结构系统与刀具的数据能够基本确定，那么切割力度也会受到多方面因素影响，最终导致被加工物品变形。但是在这些因素当中影响最大的莫过于刀具的切割角度，假如能够正确地运用刀具的前、后角度，那么可以在很大程度上有效减少变形，同时，也有利于降低摩擦受损程度。在加工过程中，轴向与径向受到的切割力度主要还是由片角度来决定的。对于某些强度稍弱的零件而言，此时主偏角应该尽量向90°靠拢，所以在加工不同的物品时，角度问题并不是固定不变的，而是要根据实际情况具体分析。

2.3 走刀方式与路径

不合理的走刀方式与路径也有可能造成被加工零件变形，假如对此进行改良，那么首要问题就是注重精度。在当前多种走刀方式中，有两种方法不仅可以提高效率，还能够更加快速地完成粗加工并且也不容易出现变形。分别为一次性和阶梯式粗加工法，其共同点是按照高线的痕迹以及和加工量同等均匀的走刀路线。但是和传统的操作方法相比，由于斜线角度加工存在很大弊端，也容易造成零件破损与变形，所以当刀具随着x轴或者y轴方向在等高线上进行平行移动，这样就可以轻松地消除附在物品表面的杂质，极大地提高了精度，并且在进行切割时也能够有效保护刀具，减少不必要的磨损，延长使用期限，提高加工質量。

2.4 加工路线

对于任何加工企业而言，在引进先进设备后还需要不断调试，这样才能提升加工工艺水平，但是关于薄壁零件出现变形问题，也需要找出原因，同时，也要探究其变形的根本规律。针对这些问题展开详细的研究与分析，对于大多数的专业人员而言，还需要制定出合理的加工制作路线。但是在这个过程中，假如因为工序和工艺不合理而出现变形问题，就需要找到正确的解决方法，并且也需要掌握其规律。从加工工序的大致流程也可以看出，零件强度、规格不同，那么受力部位也需要作出改变，同时，还需要将元件的接触方法综合考虑，避免在加工过程当中出现震动的现象，从而导致出现变形。

3 工艺改进方法

在前期工艺设计大多采用高度仿真的专业技术，并且也需要模拟出真实的工艺系统，联系该系统的特征找出最适合的改良方法。数控加工技术的基本内容包含了几何与物理仿真两个方面，几何主要就是将机床、刀具、工件等物品，根据刀具的实际情况，观察检测存在的问题，而物理仿真是为了制造出工艺模型，用于分析微观理念下的误差值。

以切割为例，在设定刀具路径时首先应当考虑到工件是否存在变形等问题，假如在加工过程中出现变形，那么就足以证明工艺存在问题。而当前大多数的薄壁零件，其主要特征就是轻，但是强度却没有明显变化。因此，目前薄壁零件总的发展趋势是轻量化，但由于重量轻，也容易导致强度不足。但是强度过高也容易导致数控设备磨损速度过快，提高经营成本，因此，这就存在很大的矛盾点，想要让零件变得越来越轻薄，但是加工难度也在不断提高。这一系列的问题就要求操作人员在进行加工时，必须考虑到路径问题，要仔细观察工件在进行加工时所遇到的各种情况，根据实际情况随时做好调整路径的准备，确保刀具始终都能够在预设的轨道当中正常运行工作，要极力避免因为路径出现误差，从而导致被加工产品出现异常的情况。此外，对于刀具路径的修改和弥补，也能够在很大程度上降低因为零件变形反弹而产生的误差值。当工件夹紧或者在进行切割时，其切割速度快慢与角度高低都会影响被加工物品的状态，从切割角度来看待这个问题，还需要根据科学合理的方法进行检验，同时，还可以采取其他手段对其实行辅助操作。例如，适当增加刀具前后角度，那么就可以有效调控切割速度以及刀具之间摩擦力度。

4 结语

当前，加工工艺的进步相当快速，对于数控加工行业的快速发展也起到了很大的推动作用，在目前也运用于各大加工工业当中，如航空航天、机械制造等。目前，人们对于薄壁零件数控加工工艺的要求也不断提高，要求其具备比以前更好的质量，以便于满足当前现代加工行业的需求。对于薄壁零件数控加工工艺而言，能够影响加工工艺质量的因素有很多，如零件装夹、切割角度、走刀方式与路径以及加工路线等。因此，作为专业人员必须掌握这些因素，同时，还需要了解改进加工工艺的方法，这样才能够推动该行业继续发展。

【参考文献】

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