浅谈薄壁零件数控车加工工艺分析

2021-03-08付昌杰

中国金属通报 2021年21期

付昌杰

（广西桂林第二技工学校，广西桂林 541000）

在时代快速发展的背景下，薄壁零件数控加工技术也随之创新，已经成为了高新技术产业代表，可以说薄壁零件数控加工工艺是体现我国制造业技术发展的重要的组成部分。但当前薄壁零件数控车加工工艺由于长期受到外界多种因素的干扰和影响，导致不合格的零件经常出现，这样不仅会影响到零件质量和使用，同时还会造成资源的过度浪费[1]。所以，在这一基础上，需要优化和完善的薄壁零件数控车加工工艺，以此来提升零件的整体质量与合格率。薄壁零件因具有重量轻、节约材料、结构紧凑等特点，已日益广泛地应用工业部门。但因薄壁零件刚性差、强度弱、加工中散热不好，在加工中极容易变形，不易保证零件的加工质量。尤其在普通车床上加工薄壁零件，就更加困难，如何提高薄壁零件的加工精度已是业界越来越关心的问题。

1 薄壁零件的概念

薄壁零件主要即为科学运用当前数控车加工工艺来对零件进行制造，同时降低零件外壁厚度与整体重量，以此来达到节约材料的目标。当前，薄壁零件的使用范围较为广泛，因为其性能较强，例如在航空、军事以及机械等诸多领域都得到了运用。针对于薄壁零件生产来讲，因为其对生产的精准度要求加高，如果在生产中零件出现变形，那么就会影响零件的质量和使用效率[2]。所以，薄壁零件的加工工艺要求较高，这样才可以确保零件的质量与合格率。

2 分析影响薄壁零件数控车工加工工艺的原因

2.1 热因素造成的薄壁零件变形

通常来讲，薄壁零件在加工过程中，因为切削热的原因就会使零件出现热变形的问题，一旦出现这一问题不仅会影响零件加工的精准度，同时还会降低零件加工质量。因为薄壁零件数控车加工在完成装夹步骤以后，还会开展粗车与半精车以及精车等加工环节，在这些加工环节中，还会产生切削热，这样就特别容易造成薄壁零件加工受热时出现变形问题，进而直接影响到零件的加工质量。

2.2 受力因素造成的薄壁零件变形

薄壁零件的加工材料大部分都是轻薄的材料，这种类型的材料一旦受到外力作用就会出现变形，进而导致薄壁零件的长度与形状等受到一定的影响。例如在使用爪卡盘装夹零件时，薄壁零件就会形成三角形，这时零件内孔的加工余量就会分布不均，在内孔加工程序完成以后，如果将卡盘松开会造成零件在弹性的作用下变回之前形状，那么就会导致薄壁零件出现极大的误差。

薄壁衬套类零件，如果用三角爪自定卡盘或弹簧夹头从径向来夹紧，加工后一旦松开，工件必定会发生变形。此时需利用刚性较好的轴向端压紧的方法。以零件内孔定位，自制一个带螺纹的穿心轴，套入零件的内孔，其上用一个盖板压紧端面再利用螺帽背紧。加工外圆过程中可以避免出现夹紧变形，提高薄壁零件加工精度。进行薄壁零件加工时，优先选用真空吸盘，以获取分布均匀的夹紧力，用较小的切削用量来进行加工，避免薄壁零件出现变形情况。另外还可应用填塞法，可增强薄壁零件的坚韧性，在薄壁零件内部充填介质，可在一定程度上降低薄壁零件在加工中出现的形变率。

2.3 振动因素造成的薄壁零件变形

薄壁零件在加工过程中，对加工工艺与数控车工的准确度有着较高的要求，因为这种零件加工特别容易出现变形问题。如果薄壁零件受到外削力的影响，那么就容易出现震动或变形问题，进而造成薄壁零件外形与长度出现极大的改变。另外，如果薄壁零件在切削阶段出现震动问题，就会随之出现偏差，在这一背景下，薄壁零件的制造效率就会不断降低。因为这种零件在航空领域得到了广泛运用，一旦出现加工问题或些许偏差，那么就会对航空领域造成一定的危害[3]。合理安排加工工序，在对薄壁零件进行切削加工时，因加工余量大以及断续切削，对工件的加工精度和表面粗糙度有一定的影响，切削过程可以分为粗加工、半精加工、清角加工、精加工等工序，对于加工精度要求高的薄壁零件，必要时可进行二次半精加工，然后再进行精加工。

2.4 其他因素

在薄壁零件数控车加工工艺中，还经常会受到一些其他因素的影响，如人为操作因素，操作人员在加工制造阶段如果没有依照相关标准来进行操作，那么加工出现来的零件就会存在瑕疵问题，难以达到标准要求。同时如果没有及时有效的清楚切割时产生的垃圾，那么这些垃圾与杂物就容易堵住机械设备，这样就会影响到机械设备的准确度。另外，还存在加工工艺与机械设备的因素影响。如在薄壁零件制作阶段，如果切割角度与切割仪器出现偏差问题，那么都会直接影响到零件的加工质量与效率。

3 阐述强化薄壁零件数控车工加工工艺的对策

3.1 加强对零件特征的分析选择科学的工艺

针对于薄壁零件数控车工加工工艺来讲，在实际加工操作阶段，相关工作人员需要对零件特征进行全面分析，然后根据实际情况来选择相应的加工工艺，这样可以有效降低外在因素对薄壁零件质量的影响，同时保障薄壁零件质量可以符合相关标准。另外，在分析的过程中，工作人员需要重点探索薄壁零件变形的问题，全面掌握其变形规律和加工要素，避免因为受力因素而造成零件变形，这对于强化薄壁零件加工合格率方面有着一定的帮助[4]。同时还可以参考零件生产技术要求与加工受力要素来科学选择加工位置，确保薄壁零件定位可以与原件之间的融合度满足标准要求，最为重要的是可以避免薄壁零件数控车加工阶段会受到外力的影响，进而出现质量问题。此外，工序路线在薄壁零件加工中也十分关键，工作人员需要科学掌控零件定位基准与夹紧方式，科学选择夹具，确保薄壁零件的基准可以相互协调统一。

3.2 加工阶段优化切削参数降低受热影响

在对薄壁零件加工阶段，因为受热力而造成的薄壁零件质量问题较为普遍，一旦出现这种问题，就会直接影响到企业单位的经济效益。所以，在这一背景下，工作人员应优化薄壁零件加工切削参数，降低受热影响。例如在加工过程中，应科学控制切削深度，虽然这种方式会增加走刀次数，但能够全面规避零件受热影响，进而强化薄壁零件的整体质量[5]。另外，切削速度参数也是受热影响的因素，在切削阶段，可以高速切削，这样的方式既可以降低受热影响，同时还可以避免薄壁零件变形问题的出现。

3.3 从整体角度考虑的加工工艺科学选择刀具

薄壁零件是一种紧密的零件类型，在加工阶段，工作人员需要科学且合理的选择加工工艺。例如针对于装夹定位这一操作来讲，一旦薄壁零件的厚度不符合相关装夹标准，需要避免使用三爪卡盘，同时确保薄壁零件不会出现变形问题，最为重要的是要满足加工要求。另外，相关工作人员还需要深入分析薄壁零件定位与可能导致其变形的因素，然后在这一基础上合理选择加工夹具与刀具，例如如果临时需要增加薄壁零件厚度，那么刀具的选择就需要依照实际情况进行。针对于车刀来讲，通常来讲工作人员会选择硬质合金刀来进行粗车。在进行精加工时可以选择锋利的机夹刀，因为的这种刀具的精准性与质量都较好，不容易出现损伤且能够长期使用，经济效益良好[6]。另外，在选择镗刀的过程中，相关工作人员就可以选择及机夹刀，因为这类刀具的刚性较强，使用机夹刀既可以降低换刀时间，同时还可以减少外部力量对薄壁零件性能影响[7]。