基于铝合金薄壁零件的机械加工工艺分析

杜娜娜

（开封技师学院，河南 开封 475000）

一、铝合金的性能和工艺特点

薄壁零件铝合金薄壁零件是当今常用的加工工艺。由于这类零件的性能和工艺特点比较特殊，在实际加工过程中，加工人员需要特别注意。铝合金材料本身具有很强的塑性和韧性，同时也具有很强的附着力，因此很难将其碎片分离出来。加工人员开始切削作业时，切屑容易粘在刀片上，容易产生刀瘤，严重影响后续工作。铝合金薄壁工程零件的加工刚度相对较差。在实际生产中，有必要不断加强薄壁零件实力的质量控制。由于过度使用强度，铝合金的薄壁零件容易变形，满足质量要求的零件无法加工。切割时，必须有效控制切割工具的使用。在切割过程中，可能会产生晶体颗粒，然后晶体原子会发生位移，导致材料塑性变形，无法恢复。这种材料加工后不能满足实际要求。铝的线膨胀系数通常为0.0000238，刚度为0.00001。与这种材料相比，很明显铝的线膨胀系数相对较大。因此，在切割操作过程中，会产生大量的热量，导致零件变形。铝合金零件缺乏硬度，在加工过程中容易划伤加工表面。因此，使用铝合金薄壁零件，很难满足零件表面粗糙度的实际要求，加工人员需要掌握加工设备的控制，提高加工水平。加工人员通常使用数控机床加工铝合金薄壁零件，有些零件厚度比较薄，实际加工时要多加注意，否则切割面容易振动，不利于控制零件的厚度和尺寸，零件表面的粗糙度也会增加。

二、薄壁铝合金刀具零件材料加工的技术难点

（一）整体刚度不足

这种新型铝合金具有很强的整体机械运动韧性和抗弯能力，这也直接说明这种铝合金的整体机械运动刚度不足。在薄壁铝合金或薄壁金属零件的封装过程中，如果加工压力过高，薄壁零件可能会直接变形。在工件薄壁加工过程中，被加工刀具容易出现一些不良切削问题，如过度拉伸、断裂、挤压损伤刀具表面等。容易松动导致薄壁切削刀具位移和松动刀具内部运动幅度过大，往往直接影响导致使用铝合金材料工件进行薄壁切削加工后的刀具严重松动损坏，无法及时进行恢复。

（二）热化学物理膨胀和材料断裂

热变形后的应力膨胀问题与一般硬不锈钢等其他金属制品材料相比，铝合金的热化学膨胀物理收缩膨胀反应热能的变形应变率和应力膨胀系数通常大约是一般的高刚性不锈钢和铝合金材料的2.4 倍左右，因此在铝合金材料加工厂和合金操作工艺人员在加工过程中会直接使用产生很大的热化学物理膨胀反应热能，容易导致一些刚性铝合金零件发生热化学膨胀和断裂变形。

（三）硬度不足

在工业加工过程中，我们经常会遇到零件容易划伤的外观问题，导致薄壁铝合金或薄壁塑料件表面缺乏自然光泽度，达不到工业设备的加工工艺标准。除了日常使用和操作中的问题，这个质量问题也是由引起的如果数控车床的薄壁加工和切削技术人员不当使用各种现代数控机床进行薄壁加工和切削操作，由于车床金属板本身具有一定的横向可动性和弹性，在车床加工和薄壁切削时，很容易受到金属内应力相互作用的直接影响，容易导致各种薄壁切削材料和零件面板振动大等不利问题。这样，数控机床就不能有效、准确、及时地控制各种薄壁切削材料的加工厚度和尺寸，从而大大增加了各种新型铝合金薄壁切削材料的切削力和车床零件的表面粗糙度。

三、薄壁工件的质量误差影响因素

加工中的精度误差是指在一定的理想加工条件下，加工出的薄壁尺寸与零件整体形状和设定的精度要求之间的精度误差。由于传统加工过程中刀具的不同，材料零件的加工精度也不同。因此，在零件加工的整个过程中，需要掌握各种类型材料零件的加工尺寸精度，以避免加工精度出现较大误差，有效降低传统加工刀具对各种薄壁材料零件加工质量的直接影响。影响薄壁零件焊接工艺精度的主要因素可以是：机床的加工几何精度和零件刚度、刀具的整体形状、零件变形器的特性和零件的整体形状。目前，薄壁铝零件的焊接经常会出现各种变形效应。主要诱发原因一般可以体现在这些主要方面，即：钢板在焊接生产过程中的变形影响。目前大多数薄壁件只能直接用铝钢板焊接。在一些大型厚壁聚合铝板中，由于一些钢板涂层焊接的内应力没有及时消除，这些钢板焊接中的应力在我们后续的薄板零件制造和生产中得到了及时充分的释放，最终可能会直接导致厚壁薄板的各种结构形状发生变化。在装夹和运输零件的过程中，一旦不小心出现各种操作错误，被加工零件就会变形，因为零件的加工操作往往需要对每个被加工零件进行多次装夹操作，但有些操作人员在这个加工环节中没有正确采用合适的零件装夹操作技术，导致多个零件变形。

四、优化铝合金薄壁结构件的制造工艺的措施

（一）明确铝合金结构材料的基本特点和我国合金加工工艺的基准特点

为了正确、快速地获得能够满足铝合金加工工艺要求的铝合金零件，需要充分了解铝合金加工材料相关零件的各种应用加工环节和性能特点，利用铝合金加工材料的各种性能特点，保证零件加工材料相关的后续工作能够更好地持续开展。加工设计人员以塑料和铝合金加工材料的一些特性作为设计依据，以便自己更好地选择合适的塑料加工机械设备。机械加工从业者通常需要充分掌握各种铝合金金属材料的实际加工情况。如果加工过程中突然出现一些问题，专业的机械加工从业人员也能从容应对。例如，变形的刀瘤可能在实际的机械切割操作中出现，或者这些零件在使用机械加工时会轻微变形。此外，还有一些特殊情况可能会直接划伤物体表面，引起热膨胀和变形。因此，实际上，在进行材料加工的基准设计时，首先要确定一个好的材料加工基准。在为加工条件定义了基准之后，我们首先需要选择的加工基准条件之一就是加工基准体的面积比较大，并且必须能够具有良好的整体材料加工光滑度和整体加工光滑度，这样才能获得一个可以直接加工的加工基准，使其加工过程更加顺畅。如果在一个基准夹具的操作过程中，该夹具的面板上仅局部出现一些轻微凸起的部分，如常见的圆形三角形飞边、毛刺等。就要及时将它们全部清洗干净，这样才能更有利于使用加工机床的操作人员进行准确的加工定位，让他们的操作人员直接将夹具夹紧得更紧。机械加工操作人员在实际机械施工操作中，要时刻充分注意机械零件的工作稳定性和准确的工作定位，时刻注意保持夹紧状态。

（二）明确精细加工的标准

通过精细加工的生产模式，每个零件的外观尺寸和加工粗糙度完全可以达到相关的国际质量标准。在实际加工过程中，需要充分考虑各种铝合金金属材料的热特性，采用高温低精度的材料进行加工。通常，在这种情况下，加工从业者可以直接使用触摸数字显示器和数控镗床以及加工数控中心等。在精加工过程中，应尽量选择运动速度高的加工设备，既能有效强化各种铝合金金属材料的加工余量，又能充分利用粗刀杆拉动刀具，以满足精加工刀具的运动刚度，以免因刀具在工作时产生过大的振动而影响和达到其他加工的工作精度。工人在夹紧定位工件时，主要依据是确定夹紧工件的次数，最好是一次成型定位工件。如果工件的夹紧能力大大降低，可能容易增加各种定位误差大的问题。通常切割温度比较高，需要我们及时采取有效的隔热措施，将切割产生的多余热量散发出去。在这个加工过程中，我们需要特别注意掌握铝合金的整体熔点，相对较低，在合金切削过程中容易熔化半导体。因此，加工操作人员通常需要随时掌握合金切削的运动速度。使用的切割速度不应太快。如果太快，可能会直接发生大量的热切割和研磨，这些切割产生的多余热量无法及时消除。零件切削强度良好的工作环境要求零件具有一定的机械润滑性和耐热性以及冷却性，并能通过合金加工辅助机以较好的速度工作，避免在各种高温的影响下降低合金加工机械零件的切削强度，导致各种铝合金加工零件切削不均匀。良好的机械润滑剂使其具有良好的机械冷却性能，并且其黏度不高，因此可以直接有效地大幅度降低刀具的热耗，加强刀具的机械润滑，最大限度地解决刀具的切削变形率问题。

（三）选择合理的夹体运动

及时加工零件之前，需要确定各种薄壁材料零件的加工基准。粗加工零件后，薄壁材料零件一般有两种加工类型，即弯曲波双面加工面和弯曲鼓形加工面。为了更好、更准确地满足不同薄壁材料零件对制定各种加工工艺标准的要求，为及时加工提供基础支撑。在每个零件的底部两侧增加一个自动可调的夹紧螺钉，利用连接螺钉夹紧每个零件的底部，以保持良好的夹紧力，保证零件夹紧程度和强度的稳定和平衡，有效防止各种薄壁塑料零件在加工操作环节根据用户设定的工序要求发生松动变形和断裂，从而有效提高各种机加工产品的质量，保证各种薄壁塑料件能够正常加工投入使用。

（四）加工过程中刀具的选择

合理安排和选择薄壁刀具，根据薄壁刀具的各种几何不变形状和切削参数，合理安排薄壁加工的切削任务，重视薄壁加工各环节的切削径向力和切削力，重视各种薄壁加工零件的几何变形切削。根据刀具的切削形状及其切削面的变形，确定刀具后倾角的切削尺寸。刀具后倾角一旦过大，各切削环节的机械摩擦力矩就会由大变小，因此需要合理选择和确定刀具后倾角的切削尺寸。切削参数将直接影响薄壁的切削力。薄壁粗加工时，严格控制切削进给量，采用切削质量高的自动切削变形技术，关注各薄壁机械零件切削变形的变化，有效、准确地监控薄壁加工全过程。根据各种薄壁加工件的性能、变形和质量，及时设计和优化各种加工润滑方案，充分意识到机械润滑剂的作用。例如，在机械切削过程中，作业管理人员根据实际作业情况，先后削减了被加工零件薄壁表面的机械摩擦损伤。这种切削工艺可以减少机械切削过程中加工零件薄壁表面的摩擦损伤，从而大大提高薄壁加工零件的加工润滑性能。了解薄壁切削过程中的薄壁汽化加热现象，可以保证切削薄壁材料零件与刀具之间良好的流动接触，及时准确地了解薄壁切削过程中薄壁材料零件与刀具之间的部分接触热，并关注切削能量分散损失的最大程度，从而提高刀具在薄壁切削中的速度精度，及时提高薄壁材料零件的切削加工质量。

结束语

随着我国新型工程机械塑料加工设备行业制造技术的不断发展，要有效提高新型塑料薄壁件和铝合金主要结构件的加工设计和生产质量，首先必须对薄壁厚壁件的加工设计和加工过程中的一些技术难点有深刻正确的认识。解决使用铝合金的各类薄壁硬金属加工件生产中的工艺变形加工精度控制问题，要求生产加工专业技术人员必须具备熟练的生产加工操作技术和相关加工专业技能，不断加强加工件生产中的变形控制，从而有效提高使用铝合金的各类薄壁硬金属加工件生产加工中的变形控制精度。