传统切削方法加工薄壁零件

孔德铿

摘要：薄壁零件早已应用在军工行业，但它存在刚性弱、易变形等特点，加工质量难以控制。通过对传统的切削加工方法的改进，采取增加支撑块，设置夹具方案策略，达到较好的加工精度要求。

关键词：薄壁零件;军工行业;增加支撑块;设置夹具

中图分类号：TG506.7+1                               文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）11-0127-02

0  引言

近期接到加工任务，军工移动电源铝壳体上下盖。如图1、图2所示。

根据图纸分析该产品属于薄壁壳体，壁厚只有1mm，由图纸可看出很多地方需要用到小刀，最小的地方要用到D1的立铣刀，由于刀具小，而且加工深度深，所以在调试当中遇到不少麻烦，在实践中慢慢摸索改进，最终提高了生产效率和提升了加工质量。

该产品由于该订单数量不大，综合成本考虑，选择实心材料加工，用平口虎钳装夹。

1  上盖加工工艺安排

①加工外形及型腔。②反面加工。③两个侧面加工及刻字。④去毛刺。⑤表面黑色喷砂氧化。

2  加工程序编制：外形及型腔加工

2.1 加工外形

选用D16白钢波刃铣刀，开粗其实就是把多余的毛坯尽快的切除掉，在保证夹紧力足够，和刀具能承受的前提下，尽量快走刀量，大背吃刀量这样才能提高效率，外形铣削，在这里选择每层被吃刀量2.5mm，进给F2000，转速S2000。

2.2 内腔开粗

选用D16波刃铣刀，在这里選择型腔铣削环切。

在加工过程中，开粗与半精加工都很顺利，没有遇到什么问题，就是精加工侧边的时候，因为拐角处的圆角是R0.5，所以要选择D1的立铣刀，加工深度12.5mm，对于D1的立铣刀要加工12.5mm深，那可想而知它的难度，开始直接用1mm的铣刀清角，由于刀具小，加工深度深，所以每层加工了量很少，进给速度也给得比较慢，然而这样刀具还是会经常断，这样加工效率非常低，加工成本随着也高了。

在加工过程当中仔细观察断刀的原因，发现机床加工到拐角的地方会有轻微的震动感，通过反复分析，是因为拐角处余量过多，刀具过长，所以导致刀具断，发现问题后立马想办法解决，首先在拐角处用2mm钻头与钻孔，把大部分余量去除掉，再用1.5mm的铣刀加工拐角处，最后在用1mm的铣刀加工到位，这样刀具就不会断了，刀具进给速度也可以提上去了，这种方法多加了两把刀具，加工时间反而减少了，从而有效的提高了生产效率，降低了生产成本。

2.3 反面加工

该产品外观要求比较严，且壁薄，加工反面的时候很容易发生震动，直接用虎钳放垫铁装夹很容易变形，只能轻轻夹紧，所以在加工过程中不敢大被吃刀量，进给速度也要慢，在加工过程中产品很容易打飞掉，且在用飞刀加工背面的时候很容易发生震动，在产品表面出现震纹，出现废品率高。

工艺夹具改进，用虎钳装夹，把原装虎钳口拆下，自己加工两块铝钳口，在铝虎钳口切一个台阶，这样可以避免产品周边夹伤，钳口加工台阶就省去了垫铁，换工件时，用气枪吹铝销的时候就不用担心垫铁会吹的乱动了。

第一道工序已经把型腔掏空了，如果直接夹的话会出现变形。所以在反面的时候需要设计夹具，跟内腔一样大的支撑块（如图3）。做两个一样的支撑块，这样可以换着用，机床在加工的时候，操作人员可以把另外一个支撑块安放到产品里去，等机床加工完，马上可以拿着装夹，这样可以更有效的提高机床效率，在装夹的时候把支撑块放进产品内腔，起到一个支撑作用，支撑块的两个平面一定要平行，要不然加工的时候产品会倾斜，从而导致产品不平。把支撑块放进内腔随便怎么夹产品都不会变形，在加工背面飞平面的时候也不会出现震动了。

2.4 侧面加工

根据图纸可看出侧面加工的图素不多，加工四方槽，及侧边刻字，背面加工的时候要用夹具才能更快更精的加工出产品，而侧面也同样要用到夹具才能保证产品的精度，所以在加工侧面的时候也设计了一个夹具（图4）。

很多时候其实时间就是金钱，所以我在这方面特别注重时间，不过在做加工中心的时候，加工时间是重要，但加工质量更重要，在保证加工质量的前提下，要用最快的加工工艺完成加工，从而提高加工效率，所以在调试好机床，在加工装夹过程中，我还会细心观察，从而发现这个侧面夹具在装夹工件的时候比较麻烦，装夹时间比较长，因为此工装是固定在虎钳上的，每次做好产品拿下来的时候，虎钳需要打开比较宽的距离才能把产品拿出来，打开距离要大于产品高度。

另外还有夹具与产品配合比较吻合，所以在装工件上去的时候稍有点倾斜都装不进去，每次在装工件的时候的要花费比较长的时间，发现这个问题后，马上研究怎么改这个工装夹具。

改进方法其实很简单，是开始把问题复杂化了，有的时候最简单的方法也是最好的方法，其实加工侧面根本不用去做夹具，用第二道工序的夹具就可以（如图5），这样虎钳只要松开一点点就可以把产品拿出了，大大的提高了加工效率（图6）。

3  结束语

生产中我们会遇到很多因素导致加工变形，可以联想到有加工工艺、夹具、刀具方面的问题。发现问题后可以从调整最佳切削参数，重新装刀保证刀具的摆动，合理的更换与添加刀具，保证其加工的稳定性。修正夹具，减少或避免工件装夹面的受力集中点。优化粗、精工序，粗加工后松夹、换夹，装夹力度也会影响加工效果，等等一个个问题解决。原理相通我们要的是需要总结经验，类比推理，举一反三，不断转换设计思路，万变不离其宗，分析优化加工工艺，设计装夹夹具，工序基准集中原则，保证尺寸精度和形位公差，优化编程及刀具选择。我们应该注重理论与实际的结合，把理论知识深入运用到实际中去，从而能及时发现、分析和解决问题，吸取经验教训，提高独立分析、解决实际问题的能力。

参考文献：

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