薄壁零件的机械加工工艺过程研究

2021-04-03王旭晖

中国设备工程 2021年4期

王旭晖

（沈阳职业技术学院，辽宁沈阳 110045）

对于薄壁零件加工工艺过程而言，因为其自身特性常常会出现变形等问题，为了减少工艺零件质量不足产生的影响，要践行标准化加工处理方案，打造更加合理高效的加工质量控制机制，促进工艺水平的全面提升。

1 薄壁零件机械加工的特点

在薄壁零件机械加工操作中，加工精度是保证其应用质量的根本，但是，加工精度水平会受到加工零件以及刀具等外界因素的影响，造成一系列加工误差，基于此，在制定薄壁零件机械加工工艺过程时，要对影响精度的要素予以关注，确保能针对性地处理，才能保证加工的基本质量满足预期要求。

1.1 判定影响加工精度的因素

为了减少误差对加工精度产生的不良影响，在机械加工处理工序中，要对可能产生影响的因素予以判定分析，从而打造更完整的薄壁零件机械加工处理方案。影响加工精度的因素主要有以下几个方面：（1）刀具的基本质量。刀具的质量和应用便捷性会直接影响加工操作的实效性。另外，刀具受到的外力影响以及变形程度也会形成作用；（2）机械加工机床的几何精度以及刚性。作为基础参数，其整体水平会不同程度地影响薄壁零件机械加工质量；（3）夹具的基础结构和受力情况。在薄壁零件加工处理过程中，装夹方式也会形成不同程度的作用；（4）切削过程中切削液的成分。

1.2 判定变形产生的原因

对于薄壁零件机械加工工作而言，变形问题是造成整体质量失衡的关键，因此，必须重点关注变形产生的原因，从而制定更加完整的处理方案，以便于提升薄壁零件机械加工的质量，落实更加合理的加工处理方案。变形产生的原因主要有以下几个方面：（1）操作人员在实际薄壁零件机械加工处理过程中，由于焊接操作不当造成元件变形，尤其是钢板焊接部件，若是焊接应力无法全部消除，则会造成应用运行的质量受限，甚至会导致薄壁零件在后期应用中出现应力释放等现象，使得零件出现严重的变形问题。（2）在薄壁零件机械加工装夹过程中，变形问题出现的概率也较大。主要是因为加工程序较为繁琐，装夹程序也非常多，每个工序都要完成装夹处理和操作，任何一个环节没有完全按照标准操作流程进行都会出现变形隐患。（3）在加工处理工序中，应用刀具完成处理工作，若是刀具不符合质量标准，就会出现切割应力不满足基础数据标准的现象出现。此时，需要专业人员对切割应力进行控制，以保证零件能在标准的数据范围内。（4）薄壁零件机械加工工序较多，在生产结束后，要进行集中的校验分析，一般会采取压力测试，此时，出现变形也非常常见，造成相应的零件不能发挥其实际作用。

2 提高薄壁零件机械加工水平的策略

为了提升薄壁零件机械加工的整体水平，相关技术部门要积极践行完整的控制机制和处理方案，打造更加有效规范的应用模式，从影响因素出发，保证对应的技术控制方案能符合薄壁零件机械加工的质量标准。

2.1 优化刚度参数

要想全面优化薄壁零件机械加工的质量，在实际加工处理工序中，就要提升元件的刚度参数，并且增大工件单元和机械接触面积，确保能减少薄壁零件出现变形的概率，从而满足质量要求和生产规范。与此同时，技术人员还要促进薄壁零件工艺刚度的优化，保证荷载量能在规定的数值范围内，减少零件之间的间隙，从而降低薄壁零件出现变形的概率。值得一提的是，在选择具体材料的过程中，要尽量采取弹性较高且模量较大的材料，优化硬度，维持工艺刚度。

2.2 优化装夹过程

正如前文所说，对于薄壁零件机械加工处理过程而言，装夹操作较多且具有重要的影响，因此，要保证零件加工的综合效果，就要提升装夹工序的完整性，有效提升其综合水平。在传统的装夹处理方案中，三抓卡盘、虎钳以及压板是较为普遍的处理方式，弊端就是造成应力的过度集中，夹紧的位置会出现严重的变形问题。基于此，在技术全面革新的时代背景下，要结合其应用原理落实对应的改进方案，确保能避免变形的产生。

一方面，保证薄壁零件和装夹位置的基础面积逐渐增多，减少单位面积内的压强，从而确保薄壁零件在装夹过程中的受力更加均匀，提升装夹程序的合理性，避免严重的变形问题对零部件加工造成的影响。另一方面，操作人员要尽量选取适宜的夹具完成装夹处理工作。若是薄壁零件粗加工，则适当增大装夹力度和零件与夹的紧密度，有效提升强度和硬度，减少变形概率。而在薄壁零件精加工的过程中，则要对工艺要求予以细化处理，利用高契合度的夹具完成薄壁零件装夹工序，避免变形问题造成的影响。除此之外，操作人员也要对装夹力的作用点予以挂住和细化处理，有效转移的同时保证径向装夹、横向装夹的合理性，从而减少装夹中应力变大的问题，尽量避免薄壁零件加工变形。

2.3 优化切削过程

若是其他因素和处理条件不变，则要对工时和走刀轨迹予以优化，确保相应技术处理方案的完整性和规范性。主要内容包括：

（1）要对走刀轨迹进行集中的控制和约束处理，一般是采取行切和环切两种，相较于行切，环切的切削力更加均匀，能更好地促进应力的释放，保证薄壁零件机械加工精度符合预期。而对于一些对称腔体，则要借助分层环切的方式，提升精加工质量的同时，确保薄壁零件不会出现变形问题。与此同时，对外壁加工时，要利用单边顺铣的方式降低变形率，维持单边受力的同时控制纹理一致性，从而一定程度上提高薄壁零件机械加工的整体水平，满足质量要求和控制标准。（2）为了维持薄壁零件机械加工的综合水平，操作人员在实际加工处理过程中，也要对切削用量予以关注，切削用量和切削力之间有一定的正比例关系，对应的切削量降低，则零部件变形的发生概率也会随之降低，却存在延长加工时间的弊端。基于此，操作人员要想在满足进度要求的基础上落实质量控制方案，就要对切削量的加工精度予以科学化规范，着重约束背吃刀量、进给量和切削速度，满足加工精度的基本要求，在合理选取对应处理刀具的同时，按照标准化流程完成技术处理工作，减少变形概率。（3）要对切削热量予以集中的控制和处理。对于薄壁零件机械加工工艺体系而言，刀具和薄壁零件的接触过程就会因为摩擦产生相应的热量，温度上升必然会形成变形趋势，制约薄壁零件的应用质量。基于此，操作人员在实际工作处理过程中，要尽量对热量予以集中控制和处理，在维持加工工序完整性的同时，确保变量关系符合要求。值得一提的是，切屑、工件、介质等都是产生热量的关键因素，为了减少切削热造成的影响，就要从影响因素入手，减少切屑数量、维持介质参数范围、优选工件种类，从而保证薄壁零件机械加工的合理性。

2.4 优化刀具处理过程

为了全面提高薄壁零件机械加工的质量，就要对刀具的角度和速度等进行集中的处理，若是速度较慢，则会出现薄壁零件外力系数增大导致变形的问题，所以要结合操作进度和元件尺寸、质量要求等多种因素将刀具应用速度控制在规范数值内。另外，要保证切割角度符合标准，角度的偏移会造成不规范问题，因此，结合薄壁零件机械加工要求选取适宜的角度，以保证加工效果符合标准。