铝合金薄壁零件加工夹具设计
薄壁易变形零件的夹具设计与改进
．
要 求
如 图 １ 图 ２所 示 ， 、 ４ 个 圆形 凸 台 构 成 主 要 基 准面 Ａ面 ， 腰 形 凸 台 ４个 构 成第 二基 准 面 Ｂ面 ，
２ 加 工 工 艺 路 线
制定加 工 顺 序一 般遵 循 下列 原 则 ：在一 次装 夹 中尽
程 决方案
Ｅ臣墨蜀 墨墨 工艺 ／ 工装 ／ 螺真 ／诌断 ／ 柚■ ／ 维俺 ／ 改造
薄壁易 变形零件的 夹具设计与改 进
葛 菊 英 。 姚 建 方 。
（ ． 京 铁 道职 业 技 术 学 院 苏 州校 区 ， 苏 苏 州 ２ ５ ３ ；． 州 大 智 精 密 有 限 公 司 ， 苏 苏 州 ２ ５ ３ １ 南 江 １ １７ ２苏 江 １ １７）
１ 零 件特 点
要 求 Ｂ 面 的 平 面度误 差 为 ００ ， 同时 相 ．５
对 于 Ａ 面 的
投影 仪 中 的盖 板是 薄壁 铝 压铸 件 ， 构复 杂 ， 件 刚 结 零 性 差 ， 度弱 ， 装 夹 中受 夹 紧 易变 形 ， 易 保证 零 件 的 强 在 不 加 工质 量 。变形 ｌ现翘 曲 ， 叶 Ｉ 主要集 中在 中间 ， 四周相 对 变
可能 完 成 大 部分 或 全 部工 序 ； 量 粗 、 ￣． 分 开 ， 尽 精 １２ １ ３ 先粗
后 精 ； 用 作精 加工 基 准 的表 面先 加 工 出来 ； 面后 孑 原 把 先 Ｌ
涂防锈 脂 ， 再贴 二层 气相 防 锈纸 。
制 造 厂 已是 成 熟 的工 艺 技术 。但 对 一般 制造 厂 而言 仍然 进行 总结 ， 供大 家借 鉴 。 大化及 麒麟 寺 机组 的镜 板投 入实
铝合金薄板零件夹具的设计
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald66铝合金薄板类零件是常见的工程产品,在家用电器、汽车等用品普遍得到应用。
目前铝合金薄板零件加工（零件如图１所示，零件厚５ m m）存在薄板的弹性在切削过程中容易切削面的振动,因此薄板加工尺寸精度，表面粗糙度难以保证的问题，因此该文介绍综合考虑设计专用的夹具，夹具综合考虑了工件定位、加工工艺，装夹方法等方面难处，确保了零件加工尺寸精度和表面质量。
1 零件图纸的分析该零件如图１、２所示，毛坯365×160×5的5A05铝合金，大批量生产。
该零件主要是加工通孔、沉孔、平面和外形的加工，编程加工相对比较简单。
但是零件厚度只有5 m m，零件加工过程中容易产生振动，加工精度高的尺寸有、；板的厚度精度为，平面度要求为小于0.5，并且要求工件表面不能有夹伤、划伤、碰伤，因此在加工过程中工件振动会影响到孔的定位尺寸和外形尺寸精度。
2 零件装夹的选择2.1 变形分析在生产过程中，大部分薄片零件容易发生弹性变形，在检测时其加工精度能满足加工尺寸要求，当零件加工完毕后，零件尺寸精度、形位公差会有一定的变化，甚至超出图纸的精度要求。
其原因是薄片类零件的刚度较弱，零件基准面较大，导致加工过程中定位精度不高，平面度误差大，零件在装夹过程中受大气压力或装夹力的作用，导致零件发生了变形。
在这种状态下进行加工，尽管在检测出零件的尺寸和形位公差能达到零件尺寸要求。
零件取下来后变形恢复了，其尺寸精度和形位误差发生变化。
2.2 装夹方式的选择装夹的方式有多种方式，该零件是批量生产，而且接触面积较大，综合考虑将采用真空装夹方式。
真空装夹方式是利用大气的压力装夹薄片工件来进行加工。
其工作原理：夹具体上设有橡胶密封圈，把薄片零放在橡胶密封圈上，从而让零件与夹具体之间形成密封腔。
用真空泵将密封腔内空气从抽气孔抽出，这时零件被吸住夹紧。
铝合金薄壁筒形零件车削与夹具
铝合金薄壁筒形零件车削与夹具作者：吴延群来源：《科学与技术》2019年第06期摘要：为了满足铝合金薄壁零件机械加工的需要，要实现其加工系统的优化，促进其内部各个环节的有效协调，以满足日常工作。
在铝合金薄壁零件的机械加工过程中，通过对其加工模式、材料特性的有效分析，从而满足铝合金薄壁零件的加工需要，保证日常工作的质量效率的提升。
采取提高工艺系统刚度，进行多次工序间热处理，选择合理切削用量、充分冷却等措施，通过新设计的车削夹具及优化刀具角度等工艺方法的改进，提高了铝合金薄壁筒形零件的加工质量. 以薄壁筒体车端面和精车内、外圆为例，结合典型夹具结构，分析和介绍改进后的工艺方法。
关键词：铝合金薄壁筒形零件;车削夹具;切削用量;夹紧变形近年来，在国营大众机械厂的机加工生产过程中，铝合金零部件的加工数量逐渐加大，且形状越来越复杂，尺寸精度和粗糙度要求越来越高，尤其是铸造铝合金壳体类零部件，结构复杂，铸造壁薄，体积越来越大。
铝合金材料的塑性、韧性好，粘附性强，切屑不易分离，切削过程中很容易粘附在刀刃上产生刀瘤，铝合金薄壁件一般刚性较差，工件在加工中容易产生变形，铝的线膨胀系数（0.0000238）比钢的线膨胀系数（0.00001）大将近2.4倍，在切削加工过程中，热变形较大，铝合金材料的硬度偏低，在加工过程中，加工面容易划伤，很难达到表面粗糙度要求。
因此加工过程中，由于切削热及装夹变形对铝合金零部件的加工精度和表面粗糙度影响很大。
如何解决这个问题，以提高铝合金薄壁零件的成品合格率，这给机械加工工艺人员提出了新的课题。
我厂生产的一种铝合金薄壁筒形零件，长度为 400- 410 mm，直径 154 mm，壁厚为 1. 5mm，因其材料的线膨胀系数为钢的 2倍，弹性模量为钢的 1/3，加之径向刚度很低，在切削力、切削热及装夹力的作用下极易变形. 对此，除采取提高工艺系统刚度，进行多次工序间热处理，选择合理切削用量、充分冷却等措施外，还围绕减少工件所受非均匀径向力这一关键，设计了薄壁筒体加工系列夹具，工件装夹过程中，实行一次定位成型，施加较小的夹紧力，以减小人为误差，并相应调整了加工工步和刀具切削参数. 本文以薄壁筒体车端面和精车内、外圆为例，结合典型夹具结构，分析和介绍改进后的工艺方法.一、精车端面及夹具由于工件的径向刚度低，为减少工件的夹紧变形，在精加工筒体内、外圆时，宜采取轴向压筒体两端面的方式. 此时，如端面不平行，则会由于轴向压紧力的不均匀而在筒壁某处随机生成冗余的径向分力. 这种内应力失稳现象，在连续的切削过程中往往表现为肉眼可见的、非连续的数个切削表面，即筒体出现变形. 所以，对于精车内、外圆前的端面平行度，应引起足够重视并严加控制。
铝合金曲面薄壁件柔性工装夹具的加工性能研究
固有频 率 的 降低 更 有 利 于远 离 刀 具 的频 率 ， 从 而 避 免 了共 振 的发生 。
表３ 柔性 工装 方案 固有 频 率 表
ｌ ３ ３ ５ ５ ０ ４ １ ５ ５ ７ ６ ． ４ ７
２ 高 ， 利 用有 限元进 行 振 动状 态 的预 测 越来 越 成 为铣 削参 数 优化
的 有 力 手 段 。
５
ｌ １ ７ ０ ５ ４ ２
８ ９ ｌ Ｏ
３ ３ ４ ９ ． ７ ７ ３ ５ ７ ５ ． ２ ３ ３ ６ ７ ７ ． Ｏ ５
“ 塞” 进 去的 ， 因此不 可能对 工件有着很 大的支承力 。
表 ４ 代 木 支承 方 案 固有 频 率 表
阶 数
１
２ 基 于 Ｈｙ ｐ ｅ ｒ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 的 模 态 分 析
・
１ １ ８・
组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术
第 ６期
在装 夹 时间上 ， 代木 由于 需要 不断 调整 、 粘 结等 ，
用时 １ ４ ｍ ｉ ｎ ， 而柔 性 夹具 仅需 微 调 高度 ， 用时 ５ ａ ｒ ｉ ｎ ， 为
固有频率 可 以是 多 阶 的 ， 当外 激 频 率 和 固 有 频 率 接
１ ０
１ ６ｌ Ｏ ８ ． １ ２
鉴 于铣 削 精 加 工 时 余 量 较 小 ， 可 忽 略 加 工 后 表 面的壁 厚差 以及 工件 刚度 的 影 响 ， 直 接 使 用 工 件 加 Ｔ 后 的几何 尺 寸 建 立 模 型 ， 这 样 可 以进 一 步 降低 １ 二
薄壁零件加工夹具
薄壁零件加工夹具由于薄壁件本身刚性较差, 在加工过程中容易变形、破裂, 使用传统的加工工艺操作有一定的难度, 加工的表面质量难以保证, 对工人的技术要求较高。
为此, 我们在实践中, 对薄壁件的特性进行了认真研究, 针对一批型芯精铸机的薄壁件, 设计制造了几种在车床上加工薄壁件的辅具, 取得了较好的效果, 加工效率与加工质量大幅度提高。
对于图所示薄壁圆筒件我们采用了简易的专用卡爪和刀具体, 将三爪卜盘的三个卡爪以专制的卡爪代替。
专用卡爪的凸弧面块的弧面半径与工件内孔半径吻合, 并用螺钉与夹爪相连。
此辅具能加工不同直径的薄壁圆筒件, 因为专用卡爪内、外圆的凸弧面块均可任意调换如图中双点划线表示, 其弧面半径外、内可随工件直径的变化而改变。
装夹时, 先将工件套在专用卡爪上, 用夹头扳手将工件夹紧, 由于三爪卡盘具有自动定心功能, 节省了以往加工校圆心所需的时间。
为了保证薄壁件两端的平行度要求, 刀具由一刀切削改为双刀同时切削两端面。
这样减少了一次装夹, 减轻了劳动强度。
又由于采用双刀切削的方法, 大大缩短了切削和测量时间, 同时还满足了对工件形位公差方面的要求, 此夹具装夹加工也很方便, 技术水平一般的车工都能保证质量。
对于图所示细长的薄壁圆筒件, 我们设计了一种两圆锥挤胀簧的辅具, 其三爪夹头夹紧端的圆锥与芯轴为一个整体, 而另一胀芯是套在芯轴上间隙配合。
芯轴的另一头带螺纹, 通过螺母的拧紧力作用, 活动的胀芯逐渐向左移动, 利用圆锥的作用将带槽的胀簧撑开, 从而将工件紧固在芯轴上。
由于该辅具采用的是一夹一顶的加工方式, 为保证工件的圆跳动达到要求, 因此加工前应将芯轴一夹一顶打表测量, 合格后方能批量加工。
对于工件长度小于的薄壁件, 可不必一夹一顶, 芯轴只需一头有胀芯即可。
对于图所示工件, 根据其一头有内螺纹, 并内孔带锥的特点, 可将芯轴加工出二段螺纹, 芯轴的左端是左旋螺纹, 而右端的是右旋螺纹加工时, 先将工件旋在右旋螺纹上, 再用左旋的螺母将工件固定。
铝合金链条罩盖薄壁件加工夹具设计方法
2019年 第11期冷加工47Machine Tools/accessories/FixTure机床/附件/工装铝合金链条罩盖薄壁件加工夹具设计方法■■大连亚明汽车部件股份有限公司 （辽宁大连 116041） 刘尊岩 于建华摘要：本文以汽车发动机链条罩盖为例，通过夹具的装夹方式，加强了薄壁件本身强度，保证加工后零件平面度要求，解决薄壁件加工平面度难以保证的加工难点，为此类零件的加工提供技术参考。
夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。
夹具设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量、提高生产效率、降低成本、方便排屑、安全省力操作以及容易制造、维护等为其衡量指标。
图1所示零件为汽车发动机链条罩盖。
该零件系大批量生产，材料为铝合金，外形尺寸602.84mm ×318mm ×48.2mm ，平均壁厚2.5m m ，毛坯采用高压铸造，基准面平面度0.1m m 。
要求零件加工完成后，基准面平面度为0.05mm 、两个φ6H7孔间距（233.21±0.05）mm ，边缘部位平均壁厚（8.5±0.15）m m ，现设计一个一次装夹即可完成包含侧面切削所需要的立式加工中心用加工夹具。
该产品为薄壁类零件，结构形状复杂，零件外廓尺寸相对截面尺寸较大，加工余量大、相对刚度较低，加工工艺性差。
在切削力、切削热、残余应力和夹紧力等因素影响下，易发生加工变形，不易控制加工精度和提高加工效率。
尤其是在切削力作用下，极易变形，造成尺寸超差、厚度不均等现象。
因此，设计加工夹具时，应注意避免加工过程中因切削力而造成的零件变形。
又因该零件为大批量生产零件，故加工夹具应设计成液压夹具。
1.工件装夹方案的确定工件装夹方案的确定如下所述。
（1）工件定位基准的选择 由于本工序以加工基准面并保证基准面平面度及零件边缘壁厚为首要目标，故选择三处毛坯面（见图2）作为零件的Z 向定位，限制零件Z 向移动及绕X 、Y 轴的旋转；由于需要保证零件周边毛坯孔相对φ6mm 孔的位置度，故选择两处φ（9.5±0.1）mm 孔（见图2）为毛坯X 、Y 方向的定位，限制零件X 、Y 方向的移动及绕Z 轴图1 链条罩盖加工要求示意2019年 第11期冷加工48Machine Tools/accessories/FixTure机床/附件/工装紧过程完成——夹爪受下拉力，下拉工件进行夹紧。
铝合金薄壁零件加工夹具设计
铝合金薄壁零件加工夹具设计摘要：随着经济的发展和社会的进步对我国的各行各业都产生了十分深远的影响，尤其是经济的发展在很大程度上带动了科技的发展，而科技的发展将直接带动铝合金薄壁零件加工技术的发展。
铝合金薄壁零件的应用十分广泛，为减少在加工期间的变形情况，本文对铝合金薄壁零件加工夹具的设计进行系统的探究。
关键词：铝合金；薄壁零件；加工；夹具薄壁零件在当前社会中是一件应用比较广泛的零件，尤其是在航天材料的制作方面，多能看到薄壁材料的身影。
但是薄壁材料本身的硬度比较小，在加工的过程中稍有不慎或者使用的器具不合规格便容易造成薄壁材料变形的情况。
如何有效的控制其变形一直是人们未曾彻底解决的问题。
基于此，本文对零件的夹具进行分析和研究，并且结合各项的测量数据来实现对夹具的改进。
1 铝合金薄壁零件加工过程中存在的问题某需要加工零件为长方体，长度为435mm，宽度为356mm，厚度为20mm，由铝合金制成。
加工要求其平面度为 0.06mm，粗糙度 Ral.6。
铝合金材料的韧性以及其本身的可塑性都比较好，但是在对其进行切割的过程中容易出现吸附现象，如在加工的过程中，已经被切掉的碎屑很容易吸附在刀具的刀刃上，从而形成一种比较聚集的碎屑“瘤”，而这种现象一旦形成之后将会很大程度上影响刀刃的使用情况，废屑不能够及时的排出并且很大程度上影响到加工材料的粗糙程度。
此外，在进行加工的过程中铝合金材料十分容易发生变热反应，而一旦变热之后便十分容易变形，从而产生且切削震动的现象，这种不正常的现象将对加工过程的本身产生很大的影响。
切削震动现象的发生不仅仅是会影响到加工完成之后的材料的质量，更会大大降低刀具本身和机床的使用效率和寿命。
2 夹具的设计的原则2.1如何设计夹具在进行夹具设计的过程中应满足以下几点要求：其加工的材料应具备足够的硬度，并且适当对其进行人工时效处理；在进行加紧处理时应注意其稳固程度；使用的过程要简洁方便；加工过程容易。
薄壁缸体零件加工工艺和夹具设计技术的研究
中图分类号 ：Ｈ１ １ Ｔ ６
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ １ ７ ８ （０ ８ ０ １７ — ８０ ２ ０ ）５—０４ ０ ０ ５— ３
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｒ ｃ ｓｉ ｇ Ｃｒ ｆ ｎ ｉ ｓｇ ｉ ｇ ｏ ｉ ｌ ｄ ｒ Ｃｏ ｏ ｅ ｔ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ｐ ｏ ｅ ｓｎ ａ ｔａ ｄ Ｊ ｇ Ｄｅｉ ｎｎ ｆＴｈ ｎ Ｃｙｉ ｅ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｎ
ｌ ｙｓｉ ｂ ｒ ｅｓ ｇｃａ ｎ ｇ ｅ ｂ ｕａ ｌ ｐｏ ｓｉ ｒｆａｄｊ ． ｍ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｉ Ｋｅ ｏｄ ：ｒｃｓｉ ｒ ｔ ｉ；ｄｓ ｒ ｈ ｃ ｙＷ ｒ ｓｐｏｅｓ ｇｃａ ；ｊ ｎ ｆ ｇ ｉ ｏｔ ｕｋ ｔ ；ｃ
１ 零 件 介 绍
前进档体伺服器缸体是某 公 司轿 车生产 中使用 的零
第 ７卷第 ５期
２０ ０ ８年 １ ０月
无 锡 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｕｎ ｌｏｘ ｓ ｔｔ ｆ Ｉ ｉ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ
Ｖｏ ． ． １ ７ Ｎｏ ５
０ｃ ． ２ Ｈ８ ｔ ０Ｄ
薄 壁 缸体 零 件 加 工 工 艺 和 夹 具 设 计 技 术 的研 究
ＣＨＥＮ ｉ ｇ， Ｐ ｎ ＺＨＥＮＧ ｅ Ｚｈ ｎ— ｐｉｇ ｎ
（ ｘ ｓｔｔ ｏ ｅ ｎ ｌ ｙ ｕ ｉ １ １ １ Ｃ ｉａ Ｗｕｉ ｎｔｕｅ ｆＴｃ ｏ ｇ ，Ｗ ｘ ２ ４ ２ ， ｈｎ ） Ｉ ｉ ｈ ｏ
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薄壁零件的加工工艺和夹具设计
摘要：本文系统设计了薄壁零件的数控车削加工工艺。
通过探讨薄壁零件在加工中存在的易变形、零件尺寸精度、位置精度及表面粗糙度不易保证等技术问题，对加工难点进行分析，给出了加工工艺路线和加工方案，通过优化、完善夹具设计和切削参数，防止了薄壁零件加工变形、保证了较好的尺寸精度和位置精度，从而有效解决薄壁零件的车削加工难题。
由于薄壁零件刚性差、强度弱，在加工中极易变形，是零件的形位公差增大，不易保证零件的加工质量。
因此对薄壁零件的装夹，切削加工过程中刀具的合理选用及切削量的选择，提出了严格要求。
在普通车床上加工形状较复杂、有一定精度要求、且需要多把刀具进行加工的批量零件时，不仅需要频繁换刀和装夹，花费大量的人力和时间，而且加工出来的零件质量取决于加工人员的技术水平, 产品质量得不到充分的保证。
而运用数控车床，结合传统的加工工艺，不但能大大缩短加工时间、提高加工精度，而且成品率高、产品质量稳定。
所以，在运用数控机床加工过程中为保证被加工薄壁件的必要的精度，有同轴度要求的内外圆柱面或有垂直度要求的外圆与端面，尽可能在一次装夹中完成；需要编制其加工路线、合理的选择个阶段的加工参数并编写高质量的数控加工程序。
为完全保证零件的形位公差需要设计其装夹的夹具，为此，对零件图纸、零件加工及时效处理等方面都认真地进行了分析和研究。
图1-1由图1-1可看出，?64mm的外圆对?60mm的内孔的同轴度，?64的外圆的圆度和表面质量以及内孔尺寸精度的加工是该薄壁零件最主要的加工难点。
因为该零件刚性差、强度弱，在加工中极易变形，表面质量、垂直度及同轴度难以保证。
镗削内孔时应一次装夹中加工出来，以保证该零件的尺寸精度。
针对薄壁零件壁薄、刚性差、易变形的特点，可设计该薄壁零件专用夹具装夹，以保证零件的尺寸精度和形位公差达到图纸技术要求。
这些加工难点的存在，使得加工过程中刀具选择、加工工艺路线安排、工艺装夹方式确定等对于该零件是否合格非常关键。
毕业设计---薄壁类零件夹具设计
X X学院毕业设计说明书课题：薄壁类零件夹具子课题:同课题学生姓名:专业学生姓名班级学号指导教师完成日期目录摘要-------------------------------------------------3一、机床夹具概述----------------------------------------4二、审查零件图样的工艺性--------------------------------5三、毛坯的选择------------------------------------------5四、工艺过程设计----------------------------------------6五、确定机械加工余量及毛坯设计毛图----------------------8六、工序设计-------------------------------------------10七、夹具的设计-----------------------------------------13八、毕业设计小结 --------------------------------------24 致谢---------------------------------------------------25 参考文献-----------------------------------------------26摘要薄壁衬套是某型发动机火焰筒上的一个零件，加工难度较高。
材料为GH135，铁-镍基高温合金，此种合金具有良好的抗氧化性，有高的塑性和韧性，足够的热强性和良好的热疲劳性，是一种难加工材料。
并且是薄壁零件，当完成两外圆和内部形状加工之后，零件的壁较薄，受力差，因此要考虑其如何夹紧的问题。
为了加工出符合图样要求的零件，必须编制合理的工艺路线，并要求设计专用的夹具。
关键词：薄壁衬套、专用磨床夹具、专用钻模、铣槽夹具、铣弧形面夹具一机床夹具概述在机械制造中，用来固定加工对象，使这占有正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。
铝合金数控加工与夹具设计大学学位论文
研究生学位论文题目作者姓名吉林大学分类号：单位代码：10183 研究生学号：200XXXXXXX密级：（以上为宋体加粗小四号字）吉林大学硕士学位论文（专业学位）中文论文题目（要求黑体三号字）英文论文题目（要求Arial体小三号字）（以下为宋体加粗三号字）作者姓名：类别：领域（方向）：指导教师：培养单位：年月硕士学位论文—————————————————————铝合金数控加工与夹具设计—————————————————————Aluminum Alloy CNC Processing and Fixture Design（Arial三号字）（以下均为宋体四号字）作者姓名：领域（方向）：指导教师：类别：答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。
否则，应承担侵权的法律责任。
吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日摘要随着工业的发展，铝合金在各个领域的应用开始广泛起来，但由于铝合金构件结构本身的刚性差，其在加工过程中极易产生变形，加工的质量在要求上很难达到指定要求，因此，对于铝合金构件的加工一直以来是一个难点。
本文将借助某项目，运用CAD/CAM/CAE技术，对铝合金构件的高速加工工艺做进一步研究。
优化了刀具在高速加工时的运行轨迹。
对于铝合金构件容易变形的特性，又考虑到加工效率问题和加工质量问题，采用高速加工在绝大程度上是有助于解决以上问题，然后考虑到刀具的使用效率极其寿命，需从刀具的切入、移刀和对圆角处理等方面做优化，最终制定出刀具轨迹的最优方式。
铝合金薄壁零件加工夹具设计
设计与研究55 .吕合金薄壁零件加工夹具设计林镇水周建颖(韶关市技师学院，韶关512023)摘要：为了对某型薄壁壳体零件加工变形进行有效控制，本文从零件的加工条件出发，分析并改进夾具的 加工工艺。
实际证明，该夹具构造简单，易操作，可极大限度地减少对加工的影响，为弱刚度产品的加工提供了 一定参考。
关键词：铝合金薄壁零件加工夹具薄壁壳体零件应用广泛，尤其在航空航天方面。
但是，它硬度小，很容易变形。
因此，对其加工变形的控制，一 直是人们未曾完全解决的问题。
国内外对这种类型的变形 研宄往往不在工艺上，因此本文对零件的夹具进行分析研 究，结合各项测量数据对夹具进行改进。
1铝合金薄壁零件的加工工艺某需要加工零件为长方体，长度为435mm,宽度为 356mm,厚度为20mm,由招合金制成。
加工要求其平面度为0.06mm，粗糙度Ral. 6。
铝合金材料的可塑性和韧性非 常好，但是很容易吸附到别的物体上。
在加工过程中，被 切掉的废屑很容易粘附到刀刃上，时间长了会形成刀瘤，影响废屑正常的排出和加工要求的粗糙度。
此外，加工过 程中铝合金材料非常容易发热，引起变形，产生切削震动，对加工产生巨大影响。
切削震动不仅影响零件的加工质量，还会大大降低机床和刀具的使用寿命。
2夹具设计的原则2.1根据零件的特性设计夹具夹具的设计一般要符合下面几点要求：①具有足够的硬 度，并对其进行人工时效处理；②夹紧时稳妥牢固；③使用 要方便；④要容易加工。
因为铝合金零件的刚性较差，所 以在用其制作夹具时要注意以下几点。
第一，因为使用的特点，夹紧力会施加在定位点上，所以此处应该具有良好的刚性。
对于接触面的大小，不同 的考虑方向有着不同的结果。
若从稳定性上考虑，接触面 越小越好，但从夹紧力来考虑，接触面则越大越好。
因为 此处加工零件容易受热变形，所以接触面要设计大一些。
第二，零件装夹的变形主要是因为压紧力过大而引起 的，所以要尽可能减少压紧力。
研究显示，在等同压紧力下，三点夹紧的形变为1，六点夹紧的形变为1/16，十二点夹 紧的形变可忽略。
薄壁套筒零件的夹具设计
薄壁套筒零件的夹具设计夹具在机械加工中起着举足轻重的作用，特别是对于薄壁套筒零件的加工。
薄壁套筒零件一般壁厚薄、固度低，容易变形和变形难以控制，因此在夹持和加工过程中需要特殊的夹具设计来确保精度和质量。
本文将详细介绍薄壁套筒零件夹具的设计过程，包括定位、夹持和支撑等方面。
一、定位定位是夹具设计的第一步，其目的是确保工件在夹持过程中能够保持正确的位置和方向。
由于薄壁套筒零件壁厚较薄，容易变形，所以定位方式需要尽量减少对工件的应力，同时保证工件的准确定位。
1.定位方式常见的定位方式有圆柱定位、平面定位和边定位等。
对于薄壁套筒零件，可以选择合适的定位方式，如圆柱定位更适用于内径较小的套筒，而平面定位或边定位则更适用于外径较大的套筒。
2.定位点的选择定位点应选择在套筒的坚固部分，避免选择在壁厚较薄的区域。
在选择定位点时，需综合考虑夹具刚度、加工精度和变形控制等因素。
二、夹持夹持是夹具设计的核心要素，关系到薄壁套筒零件的加工质量和变形控制。
对于薄壁套筒零件，夹持应该均匀分布，使工件的变形得到控制。
1.夹紧方式常见的夹紧方式有机械夹紧、液压夹紧和真空吸附等。
针对薄壁套筒零件，有时机械夹紧会导致工件变形较大，此时可以考虑使用液压夹紧或真空吸附的方式来夹持工件，以减小变形。
2.夹紧力的控制对于薄壁套筒零件，夹紧力需要合理控制，既要保证工件的刚度，又要避免夹紧力过大造成工件变形。
夹持力的大小需要根据工件的特性和尺寸来确定，可以通过试验和经验总结来获得。
三、支撑1.支撑方式常见的支撑方式有固定支撑和活动支撑。
对于薄壁套筒零件，一般建议采用固定支撑方式，即通过固定支撑点来确保工件的形状和稳定性。
支撑点应选择在夹具上的坚固部位，避免选择在壁厚较薄的区域。
2.支撑点的选择支撑点的选择需要综合考虑切削力、工件变形和加工精度等因素。
一般来说，支撑点要避开加工区域，以防止支撑力对工件造成干扰。
综上所述，薄壁套筒零件的夹具设计需要注重定位、夹持和支撑等方面。
薄壁套的加工工艺与夹具设计
薄壁套的加工工艺与夹具设计在实际的生产中薄壁套的零件是比较难加工的，薄壁套类零件是用来支撑旋转轴及轴上零件，该类零件主要表面是内孔和外圆，因此其在加工上有一定的困难，但柔性材料一定程度上可以改善这种状况，国内外也对这种材料进行了大量的研究。
由于自身因素，加工过程中因受力的作用，会产生震动及形变等问题，对薄壁套件的尺寸选择、形状的准确度及质量产生影响。
尤其对零件的内孔加工影响较大，达不到标准要求，通常情况下是用扇形的软爪来夹住零件的外圆，用以增大接触面积。
但这方法只对于单个、少量生产适合，满足不了大量的零件生产，还会出现夹力过紧，致使零件发生变形，进而对生产效率产生严重的影响，在很大程度上增大了生产的成本。
若想提高零件的生产效率，增加经济效益，应该设计一种比较合理的夹具来生产此类零件，从源头解决此问题。
1.薄壁零件结构与加工工艺1.1 基本结构薄壁零件的组成一般是由其侧壁和腹板，它形状比较复杂，它的尺寸比较大而截面积相对很小，因此外观要求高，其使用要求决定结构要在符合标准的强度和刚度条件下重量要比其他零件小。
它的加工过程中，难以控制的问题除了加工变形问题外还有它的切削振动问题。
切削振动指的是在用车床切削时候产生的振动。
振动一旦加剧，会出现振幅超过几十μm的激烈振动，通常还会伴随很大的噪声。
这也给薄壁零件的制作增加了一定困难，在切削加工中，振动可能会超过100μm，此时刀具或工件会有松脱的危险，因此不能再继续进行加工。
振幅在100μm以下时，虽然可以进行加工，但已加工表面会残留明显的振动划痕，是精加工表面不能允许的。
因此，种种条件限制薄壁结构的精确性。
薄壁零件的整体壁板，主要是由蒙皮、筋条和凹台等部分结构组成，它具有重量相对较轻，结构比强度相对较高，并且减少了装配过程中的工程量，但它的刚性较低，因此使用过程中容易变形。
梁类零件是只要应用于装载机上的受力薄壁零件，它的结构类型比较复杂，有工字型，U字型等类型，结构的复杂性决定加工的困难性，尤其是加工变形的问题。
薄壁零件的加工工艺处理和夹具设计
摘要：本文系统设计了薄壁零件的数控车削加工工艺。
通过探讨薄壁零件在加工中存在的易变形、零件尺寸精度、位置精度及表面粗糙度不易保证等技术问题，对加工难点进行分析，给出了加工工艺路线和加工方案，通过优化、完善夹具设计和切削参数，防止了薄壁零件加工变形、保证了较好的尺寸精度和位置精度，从而有效解决薄壁零件的车削加工难题。
由于薄壁零件刚性差、强度弱，在加工中极易变形，是零件的形位公差增大，不易保证零件的加工质量。
因此对薄壁零件的装夹，切削加工过程中刀具的合理选用及切削量的选择，提出了严格要求。
在普通车床上加工形状较复杂、有一定精度要求、且需要多把刀具进行加工的批量零件时，不仅需要频繁换刀和装夹，花费大量的人力和时间，而且加工出来的零件质量取决于加工人员的技术水平, 产品质量得不到充分的保证。
而运用数控车床，结合传统的加工工艺，不但能大大缩短加工时间、提高加工精度，而且成品率高、产品质量稳定。
所以，在运用数控机床加工过程中为保证被加工薄壁件的必要的精度，有同轴度要求的内外圆柱面或有垂直度要求的外圆与端面，尽可能在一次装夹中完成；需要编制其加工路线、合理的选择个阶段的加工参数并编写高质量的数控加工程序。
为完全保证零件的形位公差需要设计其装夹的夹具，为此，对零件图纸、零件加工及时效处理等方面都认真地进行了分析和研究。
图1-1由图1-1可看出，ø64mm的外圆对ø60mm的内孔的同轴度，ø64的外圆的圆度和表面质量以及内孔尺寸精度的加工是该薄壁零件最主要的加工难点。
因为该零件刚性差、强度弱，在加工中极易变形，表面质量、垂直度及同轴度难以保证。
镗削内孔时应一次装夹中加工出来，以保证该零件的尺寸精度。
针对薄壁零件壁薄、刚性差、易变形的特点，可设计该薄壁零件专用夹具装夹，以保证零件的尺寸精度和形位公差达到图纸技术要求。
这些加工难点的存在，使得加工过程中刀具选择、加工工艺路线安排、工艺装夹方式确定等对于该零件是否合格非常关键。
铝合金薄壁零件数控加工夹具问题探讨
HEBEINONGJI摘要:铝合金零件型材具有硬度大、抗拉强度好、易熔焊、钎焊和塑性加工、在干燥空气和大气中耐蚀性能强等特点，这些特性使其被大量地使用在零件加工制造上，是现代的工业生产重要材料之一。
本文主要通过对铝合金型材性能和其在加工中的工艺特点介绍、对夹具在数控加工的过程中作用进行扩展分析，进而对铝合金薄壁零件数控加工夹具进程中所面临的加工工艺重点与难点问题进行全面探究。
关键词:数控加工夹具;铝合金薄壁誓件;加工问题探讨铝合金薄壁零件数控加工夹具问题探讨河南职业技术学院淡书桥-U_*—刖目数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。
它的综合加工能力较强,工件一次装夹后能完成较多的加工内容，它不仅可以满足生产多品种、多步骤、多类型、多需求量、加工精度较高等需求,而且就中等加工难度的批量工件而言,其效率是普通设备的5~10倍,特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂、精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。
在铝合金薄壁零件加工中使用数控加工工艺技术，可以使铝合金薄壁零件加工工艺水平和效率理想化。
为了使铝合金薄壁零件数控加工效果达到最优化，对铝合金薄壁零件数控加工夹具生产加工工艺过程中面临的加工难点问题进行探讨也显得极为重要。
1铝合金薄壁零件的性能和工艺特色铝合金型材的材料的可塑性强，可在生产流程中熔焊、钎焊，对想要的形状进行塑形;其黏附性能较强,在生产工艺流程中，铝合金型材的材料在生产切削过程中可以很好地黏附在操作的机械刀刃上，可减少零件的掉落，从而提高产品的生产效率;但铝合金薄壁零件的刚性较差,工件在加工工艺中容易因为内力的变化造成零件的变形弯曲叫2夹具对数控加工重要性概述夹具的性能主要是在机械制造过程中固定加工对象位置,使之在加工过程中位置精确,使零件在加工中精确定位,这在数控加工过程中是不能缺少的。
夹具具有操作高效、省时省力省工等方面的优势,能够为实现高精确度、髙效率生产提供切实可靠的保障。
铝合金曲面薄壁件柔性工装夹具的设计探讨
铝合金曲面薄壁件柔性工装夹具的设计探讨作者：高伟来源：《科技资讯》 2014年第36期高伟(新疆威奥科技股份有限公司新疆克拉玛依市 834003)摘要：机械设计制造中，对于夹持装置的要求越来越高。
汽车工业中，汽车主模型检具中大量采用铝合金曲面薄壁件，为了更好的生产这些模型，需要设计能够满足这些检具生产需要的柔性工装夹具，本文对这类工装夹具的设计原则进行简要论述，并对汽车主模型检具引擎盖部位的支撑夹紧装置进行简单的介绍，希望能促进相关人士的研究。
关键词：柔性夹具设计中图分类号：TG5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（c）-0000-00作者简介：高伟，出生于1986年2月，性别男，汉族，甘肃省泾川县人，2010年6月毕业于兰州理工大学机电工程学院工业工程专业。
现就职于新疆威奥科技股份有限公司，任车间技术员，助理工程师职称，研究方向：焊接自动化设备的加工工艺及车间布局等相关内容。
机械产品的出现，推动了人类社会的发展速度，例如飞机、汽车、机械加工车床等的出现改善了人类的生产生活条件。
在汽车或者飞机的加工制造中，对于曲面处的力学性能和材料厚度等方面有着严格的要求，而且这些部位往往决定着汽车或者飞机的产品质量，其加工难度十分大。
夹具作为机械产品在加工和制造时，对待加工工件进行定位和固定，进而保证加工精度的重要机械设备，在整个汽车车身主模型检具加工过程中具有重要的地位。
因此，夹具设计的质量高低对于机械设计和制造效率有着直接影响。
自上世纪70年代后期开始，随着NC机床等在机械设计制造中的广泛使用，柔性成为机械设计制造中的主要研究方向，柔性夹具应运而生。
所谓柔性夹具，是指用同一夹具系统，能够完成形状与尺寸不同的多种工件的装夹。
简单的就是在NC机床中配合使用的能够对多种规格工件进行装夹的夹具。
目前，很多企业在进行薄壁件的加工时，对于柔性夹具的设计制造十分重视。
为此，探讨铝合金曲面薄壁件柔性工装夹具的设计，意义重大。
铝合金薄壁件加工夹具[实用新型专利]
![铝合金薄壁件加工夹具[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/cb344db3be23482fb5da4cd0.png)
专利名称：铝合金薄壁件加工夹具专利类型：实用新型专利
发明人：余利平
申请号：CN201721248107.3申请日：20170926
公开号：CN207358621U
公开日：
20180515
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种铝合金薄壁件加工夹具，包括工作台，所述工作台表面固定连接有正方形的装夹台，装夹台上沿装夹台边缘设有数个均匀分布的调节螺杆，每个调节螺杆上套接有压紧板和与调节螺杆螺纹配合的锁紧螺母，所述压紧板底面覆盖有一层保护层，所述装夹台中心处开有环形的嵌入槽，嵌入槽内嵌有与其匹配的固定环和顶环，所述固定环外壁上均匀设有数个限位块，所述装夹台表面嵌入槽的四周外壁处开有与限位块对应匹配的台阶孔。
本实用新型既能对板状的铝合金薄壁件进行夹持，又能对环状的铝合金薄壁件进行夹持，且装夹效率高，装夹稳定。
申请人：成都金雨跃机械有限公司
地址：610000 四川省成都市高新区玉林八期B组1-3幢9号
国籍：CN
代理机构：成都科奥专利事务所(普通合伙)
代理人：李志清
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铝合金薄壁零件加工夹具设计
发表时间：2018-06-11T17:20:42.613Z 来源：《基层建设》2018年第11期作者：唐丰江
[导读] 摘要：随着经济的发展和社会的进步对我国的各行各业都产生了十分深远的影响，尤其是经济的发展在很大程度上带动了科技的发展，而科技的发展将直接带动铝合金薄壁零件加工技术的发展。
广东长盈精密技术有限公司广东东莞 523000
摘要：随着经济的发展和社会的进步对我国的各行各业都产生了十分深远的影响，尤其是经济的发展在很大程度上带动了科技的发展，而科技的发展将直接带动铝合金薄壁零件加工技术的发展。
铝合金薄壁零件的应用十分广泛，为减少在加工期间的变形情况，本文对铝合金薄壁零件加工夹具的设计进行系统的探究。
关键词：铝合金；薄壁零件；加工；夹具
薄壁零件在当前社会中是一件应用比较广泛的零件，尤其是在航天材料的制作方面，多能看到薄壁材料的身影。
但是薄壁材料本身的硬度比较小，在加工的过程中稍有不慎或者使用的器具不合规格便容易造成薄壁材料变形的情况。
如何有效的控制其变形一直是人们未曾彻底解决的问题。
基于此，本文对零件的夹具进行分析和研究，并且结合各项的测量数据来实现对夹具的改进。
1 铝合金薄壁零件加工过程中存在的问题
某需要加工零件为长方体，长度为435mm，宽度为356mm，厚度为20mm，由铝合金制成。
加工要求其平面度为 0.06mm，粗糙度Ral.6。
铝合金材料的韧性以及其本身的可塑性都比较好，但是在对其进行切割的过程中容易出现吸附现象，如在加工的过程中，已经被切掉的碎屑很容易吸附在刀具的刀刃上，从而形成一种比较聚集的碎屑“瘤”，而这种现象一旦形成之后将会很大程度上影响刀刃的使用情况，废屑不能够及时的排出并且很大程度上影响到加工材料的粗糙程度。
此外，在进行加工的过程中铝合金材料十分容易发生变热反应，而一旦变热之后便十分容易变形，从而产生且切削震动的现象，这种不正常的现象将对加工过程的本身产生很大的影响。
切削震动现象的发生不仅仅是会影响到加工完成之后的材料的质量，更会大大降低刀具本身和机床的使用效率和寿命。
2 夹具的设计的原则
2.1如何设计夹具
在进行夹具设计的过程中应满足以下几点要求：其加工的材料应具备足够的硬度，并且适当对其进行人工时效处理；在进行加紧处理时应注意其稳固程度；使用的过程要简洁方便；加工过程容易。
并且受到铝合金材质的影响，在进行加工的环节中还应格外注意以下几点：
①受到其使用特点的影响，其夹紧力会施加在定位的面上，因此在此处的设计的过程中注重其坚硬程度；而对于接触面的大小设计来讲，不同的思考角度会产生不同的表现方式，若从稳定性的角度上来思考，则应将接触面设计的越小越好；而从夹紧力的角度上来考虑，则应将接触面设计的越大越好。
这是因为此处的接触面在进行加工零件的过程中会产生受热变形的现象。
②零件的装夹部位易产生变形是因为这部分容易受到压紧力的影响，压紧力的大小将直接导致其本身的使用情况。
研究显示，在等同压紧力下，三点夹紧的形变为 1，六点夹紧的形变为 1/16，十二点夹紧的形变可忽略。
可见，通过适当的增加压紧力施加点的方式来减少压紧力承受部位的压紧力，从而使之能够不易让施加点产生变形的情况。
③在针对部分特殊的零件如壁薄和尺寸都要求较高的零件的加工过程中，可适当的通过添加辅助支撑的方式来减少压紧变形的情况。
2.2夹具的设计
据传统的设计方式进行设计，初始的设计图情况如下：
受到毛坯件的影响，及其定位孔的精度比较差，因此夹具采用 2 个浮动定位销，3 个辅助支撑、3 个支撑钉，并选用 3 个压紧点用气缸压紧。
在使用该夹具的过程中对五个不同毛坯件进行实验分析，具体数据见下表（测试点见上图二）：
上图可知在所有的测试点中，五个毛坯件的数据都显示1/5/9三个测试点的数据比较差，经研究后发现，这三个点的零件壁比较薄并且并没有强筋的加固，因此在使用的过程中容易产生加工变形。
2.3改进夹具的设计
图三、改进后的夹具结构
改进后的夹具在原有的结构上增加了一个压紧点，并调整了三个辅助支撑的位置，调整好后进行了试加工。
测试详细结果见表二：
测量结果显示除去测量点1之外，5/9测量点的数据都能达到要求，为此积极分析1测量点存在问题，研究后发现由于操作者没有正确使用辅助支撑，导致在加工过程中辅助支撑失效，所以加工件平面度超差。
为此应避免测量员的操作问题，如通过适当的加之辅助工具的方式。
2.4对刀具的选择
将已经加工完成的零件其表面进行测量，发现该零件表面的粗糙度为 Ra2.0，这样的粗糙程度完全不能达到使用的标准，需对加工工序进行改变。
原本铣平面的刀具全部是采用普通刀具，原本工序分为粗铣和精铣两道工序。
由于此零件为薄壁件，加工过程会引起零件震动，长时间加工会对刀具产生非常大的损伤，所以要将刀具改为硬质合金刀具，且将前面的两道工序增加到三道，在原有的两道工序中再加上半精铣，以有效减少加工过程中零件的震动。
随后对零件再次进行检测，结果各项数据符合设计要求。
3 结语
综上所述，铝合金薄壁零件加工技术虽然起步比较晚，但是在经历一段时间之后我们已经对其本身的加工技术有了一定的认知。
面对现阶段夹具加工设计，应积极在之前数据的基础上寻找更合适的加工方式，积极调整和改进加工所使用的材料和器具，提升零件本身的精准度。
在存放零件的过程中还应注重保护其加工表面，使之不至于受到破坏。
另外在针对其他零件，工具加工的环节中，可适当将此种方式作为参考。
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