大型薄壁零件防变形加工工艺
薄壁零件的机械加工工艺分析
薄壁零件的机械加工工艺分析1. 引言1.1 背景介绍薄壁零件是指壁厚较薄，形状复杂的零件，通常用于汽车、航空航天、电子等领域。
随着现代工业的发展，对薄壁零件的需求越来越大，但是薄壁零件的加工过程中容易产生变形、残余应力等问题，给加工工艺提出了更高的要求。
薄壁零件的加工难度主要体现在以下几个方面：一是薄壁零件在加工过程中容易变形，特别是在切削加工过程中会出现振动、共振等问题；二是薄壁零件在加工过程中很容易产生残余应力，影响零件的精度和稳定性；三是薄壁零件通常要求加工精度高，加工表面要求光洁度要求高。
对薄壁零件的机械加工工艺进行深入研究和分析，对提高零件加工质量和效率具有重要意义。
本文将通过对薄壁零件的加工特点、机械加工方法、加工工艺优化、加工设备选择和注意事项等方面进行分析，希望能为薄壁零件的加工提供一些参考和帮助。
1.2 研究目的薄壁零件的机械加工工艺分析本文旨在探讨薄壁零件的机械加工工艺，通过对薄壁零件加工特点、机械加工方法、加工工艺优化、加工设备选择以及加工注意事项等方面进行深入分析，以期为相关行业提供一定的参考和指导。
薄壁零件因其结构特殊、加工难度大、容易变形等特点，在实际生产中存在一定的挑战。
通过对薄壁零件的机械加工工艺进行研究分析，可以帮助企业更加有效地解决加工过程中所面临的问题，提高生产效率、降低生产成本，提升产品质量和市场竞争力。
研究目的的关键在于深入了解薄壁零件的加工特点和加工工艺，找出存在的问题并提出解决方案，为制造工程技术人员提供可行的指导意见和建议。
通过本文的研究，希望能够为薄壁零件的机械加工工艺提供更加系统和全面的分析，为相关领域的技术人员提供参考和借鉴，推动薄壁零件的机械加工技术不断创新和提升。
1.3 研究意义薄壁零件在机械加工领域中起着重要的作用，其加工工艺的优化对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
由于薄壁零件的特殊性，其加工过程中容易出现变形、裂纹等问题，因此需要对其加工进行深入研究和优化。
控制薄壁零件变形的工艺措施
Ｇ 向
摩擦等综合 作用 ， 使零 件表层 内部产 生新 的加工残余应 力。 残
余 应 力 是 一 个 不 稳 定 的应 力 状 态 ， 零 件 受 到 外 力 作 用 时 ， 当 外
力与残余应 力相互作 用 ， 其某些 局部呈现塑性 变形 ， 使 截面 内
！——
Ｇ向
服被加工材 料的弹性 变形 、塑性 变形 以及 刀具与切 屑和工件
之间 的摩擦 ， 会产 生切削力 和切削热 ， 在切 削力 和切 削热 的作 用下， 容易产生振动和变形 ， 响工件加工质量 。 影
（ ）圆支管零件 图 ａ
（ ）圆支管工序 图 ｂ
图 １ 设 计工艺加 强筋 ， 提高刚性
另外 ， 机床、 工装 的刚度 ， 切削刀具及其角度 、 削参数 和零 切
件冷却散热情况等对零件的变形也有一定的影 响。 所有因素 中 ，
２４ 对 称 分 层 铣 削 。 应 力 均 匀 释 放 ． 让
毛坯初始 残余应力 对称释放 ，可 以有 效减小零件 的加 工
切削力 、 夹紧力 以及残余应力 ， 产生加工变形 的主要因素 。 是
随着零件壁厚 的减小 ， 其刚性降低 ， 加工变形增 大。因此 ， 在切 削过程 中 ， 可能地利 用零件 的未 加工部分 ， 为正在切 尽 作 削部分 的支 撑 ， 切削过程 处在刚性较 佳 的状态 。如 ： 内有 使 腔 腹板 的腔体类 零件 ， 加工 时 ， 刀从毛坯 中间位置 以螺 旋线方 铣
有较好的效 果。 关键词 ： 薄壁 零 件 ； 变形 ； 工 精 度 加 中图 分 类 号 ： Ｈ１ １ Ｔ ６ 文献标识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ６ ２ ５ ５ （ ０ ０）６ ０ １ － ２ １７ — ４ Ｘ ２ １ ０ — １９ ０
薄壁零件的加工特点及工艺分析
薄壁零件的加工特点及工艺分析机械加工肯定少不了薄壁零件的加工，而这类零件加工更需要仔细认真，所以了解其加工特点及工艺很有必要。
以下是店铺为你整理推荐薄壁零件的加工特点及工艺分析，希望你喜欢。
薄壁零件的加工特点1)易受力变形：因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形，从而影响工件的尺寸精度和形状精度;(2)易受热变形：因工件较薄，切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难于控制;(3)易振动变形：在切削力(特别是径向切削力)的作用下，容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。
薄壁零件的加工工艺薄壁零件加工精度的容易受到多方面因素的影响，归纳起来主要有以下三方面：(1)受力变形;(2)受热变形;(3)振动变形。
如果采用传统的数控加工工艺，很难加工出符合精度要求的薄壁零件，甚至使薄壁产生破裂。
主要原因如下：(1)在粗加工时，切削量较大，在切削力、夹紧力、残余应力和切削热的作用下，会使薄壁产生一定程度的变形。
(2)半精加工和精加工时，随着材料的去除，工件的刚度已降至非常低，薄壁部分的变形会进一步加剧。
因此，根据薄壁零件的结构特点和加工精度要求，对于薄壁零件，应尽可能选择高速切削技术来加工。
采用高速切削技术，可有效地降低切削力和切削热，消除工件的残余应力，以提高薄壁零件的尺寸稳定性，同时要兼顾加工效率。
除采用高速切削技术外，薄壁零件的加工，还要合理安排加工顺序，尽可能保证内外轮廓线依次交叉切削加工。
以进一步消除工件变形带来的尺寸误差。
薄壁零件的加工举例1、工序的划分本任务划分为两道工序，共分(1)工序一：薄壁加工;(2)工序二：铣凸台和椭圆槽。
(3)工序三：孔加工。
其中工序一是难点。
划分2个工步，具体加工顺序如下：(1)选择φ10 mm双刃键槽铣刀粗加工薄壁内外轮廓线，刀补值选8.3mm，留出半精加工余量，深度方向分层切削，留0.2mm余量;(2)换φ10 mm 四刃立铣刀，采用高速切削技术半精加工薄壁内外轮廓线，刀补值选8.1 mm，深度方向分别留0.1mm余量;(3)用φ10 mm四刃立铣刀，采用高速切削技术，精加工薄壁两条轮廓线，并根据实际测量尺寸控制零件加工精度。
防止套类零件变形的工艺措施
防止套类零件变形的工艺措施
套类零件的结构特点是孔的壁厚较薄，薄壁套类零件在加工过程中，常因夹紧力．切削力和热变形的影响而引起变形。
为防止变形常采取—些工艺措施：
一：将粗、精加工分开进行
为减少切削力和切削热的影响，使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正。
二：减少夹紧力的影响
在工艺上采取以下措施减少夹紧力的影响：
①采用径向夹紧时，夹紧力不应集中在工件的某一径向截面上，而应使其分布在较大的面积上，以减小工件单位面积上所承受的夹紧力。
如可将工件安装在一个适当厚度的开口圆环中，在连同此环一起夹紧。
也可采用增大接触面积的特殊卡爪。
以孔定位时，宜采用张开式心轴装夹。
②夹紧力的位置宜选在零件刚性较强的部位，以改善在夹紧力作用下薄壁零件的变形。
③改变夹紧力的方向，将径向夹紧改为轴向夹紧。
④在工件上制出加强刚性的工艺凸台或工艺螺纹以减少夹紧变形，加工时用特殊结构的卡爪夹紧，加工终了时将凸边切去。
三：减小切削力对变形的影响
①增大刀具主偏角和主前角，使加工时刀刃锋利，减少径向切削力。
②将粗、精加工分开，使粗加工产生的变形能在精加工中得到纠正，并采取较小的切削用量。
③内外圆表面同时加工，使切削力抵销。
四：热处理放在粗加工和精加工之间这样安排可减少热处理变形的影响。
套类零件热处理后一般会产生较大变形，在精加工时可得到纠正，但要注意适当加大精加工的余量。
华能金日科技机加工工艺讲解。
大型薄壁件防变形
大型薄壁件防变形，有这3点措施加工薄壁零件的主要问题是加工中出现材料变形的现象，如果产生了塑性变形，将无法对材料进行进一步的加工。
下面将对大型薄壁件的防变形工艺予以详细分析并提出应对措施。
图1 方料加工外形和钻定位孔示意图改进前的加工工艺以外形尺寸为2200mm×1650mm×70mm、壁厚度为2-0.1mm的大型薄壁零件为例进行说明。
外形特点为“开”字形，具体加工步骤见图1~图4。
图2 翻转反面粗加工内型腔示意图改进工装夹具防变形措施措施一：设计正反两面加工的真空夹具，为使真空夹具正反两面与粗加工面的各型腔平面尺寸相吻合且配合准确，在CATIA的加工模块中将仿真后剩余的毛料零件的立体数模存成cgr的格式文件，再用装配模块导入工装设计模块中，进行分析比较，用以检验正反两面真空夹具与零件的配合吻合情况。
图3 零件正面精加工示意图图4 零件反面精加工示意图措施二：在正面精加工夹具中设计的3个定位孔凸台，定位孔为φ12H7，一个定位孔在“开”字形中间，另两个孔位置在“开”字形的延长部分，这样设计定位孔成等边三角形，三点定位稳固。
图5 零件正面、反面立体图在反面的真空夹具上设计3个定位孔，为φ20H7。
正反两面的定位坐标系都设置在两孔中心连线位置，目的是为了加工时找正定位容易，而且不容易产生偏置的定位差异，零件出现变形情况，调整定位方便，同时也调整零件在φ12和φ20定位孔之间的微量变形。
措施三：在夹具与零件外形接触部分设计深10mm、宽30mm的沟槽，以利于在采用随型摆加工零件外形时，刀具能伸向零件的底部，彻底达到切干净曲面外型面尺寸的加工要求。
图6 零件左侧面经过试验，工装基准平面度要达到0.02mm的精度要求，由于零件超大，通气孔需设计成φ14的孔。
密封槽设计成深5.5mm、宽6mm的半圆形槽体，且要达到密封要求。
图7 正反面加工效果切削工艺：高速切削选用HSK热缩式刀柄，刀柄安装好后要做动平衡测试。
超薄壁、大尺寸零件变形控制方法
超薄壁、大尺寸零件变形控制方法发布时间：2021-12-31T01:35:35.995Z 来源：《科学与技术》2021年第22期作者：郭勇良李兵宋燕林许军锋任勇钢[导读] 零件大部分厚度仅为2mm,大端直径达到了590mm，零件的材料为Q345A锻件，材料性能偏软，郭勇良李兵宋燕林许军锋任勇钢山西航天清华装备有限责任公司内容提要：零件大部分厚度仅为2mm,大端直径达到了590mm，零件的材料为Q345A锻件，材料性能偏软，尺寸及形位公差难控制，且极易变形。
通过不断试验，使该零件能够顺利进行加工。
关键词：超薄壁变形工装刚性差1、引言：薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工过程中极易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。
本文从加工工艺、设计一系列防变形工装、刀具加工轨迹优化等方面入手，有效克服了薄壁零件加工过程中出现的变形，保证了加工精度，且加工质量稳定。
2、论述：2.1、典型案例：某超薄壁、大尺寸零件如下图所示。
材料Q345A锻件，零件大部分厚度仅为2mm,大端直径达到了590mm，要求表面粗糙度全部为Ra1.6mm。
`2.2、加工该零件存在的问题： 1）、零件的材料为Q345A锻件，材料性能偏软，尺寸及形位公差难控制，且极易夹伤工件； 2）、材料去除率在80%以上，加工应力难以控制,变形量大； 3）、加工M320X4内螺纹时由于零件刚性差，按照常规加工方法，螺纹会发生严重“打花”现象； 4）、用常规外切刀加工Φ551.5X25外槽时，零件变形严重；5)、零件受夹紧力的影响变形严重，装夹找正难度大；3、改进后技术思路：3.1 工艺路线改进：增加时效处理，以减少内应力。
具体加工路线为：粗加工—半精车内外圆—第一次时效—第二次半精车内外圆—第二次时效—第一次精修基准带—精车左端内螺纹—第二次精修基准带—精车右端内孔—精车外圆。
3.2 机床的选择：选用前置平床身数控车床，使用胶木中心架。
薄壁零件加工变形分析及控制方案
0引言薄壁零件在设备中的应用都是在核心部位，其质量以及性能的会关系到设备的应用效果。
再加上薄壁零件在加工制作的过程中需要对其外壁进行不断的打磨，以使其达到薄壁的要求，但这就导致了资源的浪费，这与我们现代社会提倡的“绿色生产”相违背。
为了相应这一号召，就必须对生产的工艺以及过程进行分析，探究新的技术，实现薄壁零件的最优生产。
1薄壁零件的介绍薄壁零件顾名思义就是零件的壁厚较薄，一般为轮廓尺寸的二十分之一。
最重要的是其有强度高、承载性强等优点，受到了很多行业的追捧。
在航天产品以及汽车制造工业中，其具体的特点有以下几点，一是结构复杂，在很多的大型产品中应用，为了减轻产品整体的重量，会增加很多的复杂设计，因此故意忽略了装夹定位，导致零件结构复杂。
二是壁薄，尤其是对于一些精密产品来说，需要零件的壁更薄，并且不适合集中粗放生产，这就相应的增加了零件的生产时间，进而使得提高了制造成本。
三是精准度高，薄壁零件要适应设备的制造的需求，就必须提高自身的精确度，为此从毛坯加工到成品需要多道工序，而且在加工的过程中极易出现变形的情况，甚至会导致零件报废。
这增加了制造企业的经济负担，延误了买家的使用也对零件生产企业的形象造成了破坏。
四是制作材料多，为了使用不同产品生产的需求，薄壁零件在加工的过程中会应用到多种材料，例如塑料、钛合金等等，不同的原材料对工业的需求也有差别。
2薄壁零件的加工变形原因2.1残余应力因素薄壁零件中的残余应力是有两个方面组成的，一部分是毛坯残余应力，另一部分是加工过程中的残余应力。
例如在钛合金加工的过程中需要加热使得材料软化，导致了残余应力的产生，应力的释放会造成零件的变形，进而影响零件的质量。
2.2工件装夹因素为了应对加工的过程中零件出现的位移现象，技术人员会利用工件装夹对零件进行固定。
但是工件装夹产生的力也会对零件生产的精准度造成一定的影响。
因此，技术人员在设定工件装夹是要将其松紧调整到最优的模式。
减少薄壁零件产生变形的主要措施
减少薄壁零件产生变形的主要措施薄壁零件在现代制造中可是常客，但说到它们的变形问题，那可真是让人头疼得像一颗老鼠在心里跑。
今天就聊聊，怎么才能有效减少这些变形，让咱的薄壁零件在工厂里乖乖待着，不再像个调皮的小孩。
1. 材料选择很重要1.1 材料性质说到材料，真是不能掉以轻心。
薄壁零件的材料就像是打比赛的运动员，得选对了，才能发挥出最佳状态。
通常，咱们得选那些强度高、韧性好的材料，比如某些铝合金或者高强度钢。
这样一来，就能减少在加工和使用过程中出现的变形情况。
毕竟，强者自有强者的道理嘛。
1.2 材料处理除了选择好材料，后续的处理工艺也不能马虎。
热处理、冷加工这些小细节，都是决定材料最终性能的大功臣。
比如，适当的热处理可以让材料内部的晶体结构更加稳定，变形的几率自然就降低了。
就像咱们吃饭一样，讲究的不是光有好菜，还得看怎么烹饪，才能把味道调到最佳。
2. 设计阶段得用心2.1 设计优化设计环节可是重中之重，咱们可不能草草了事。
薄壁零件的结构设计得合理，才能避免后续的变形问题。
要尽量让受力均匀，避免局部应力集中。
要是设计得不够合理，变形就跟过年一样，年年有余，没完没了。
2.2 加工余量加工余量也得考虑清楚，太少了会让零件受力不均，太多了又浪费材料。
就像做菜，要有点盐，但不能放太多，否则味道就变了。
我们可以在设计时就合理规划一下加工余量，这样才能做到既经济又实用。
3. 加工过程的细节把控3.1 加工工艺咱们进入加工环节，得注意工艺参数的设置。
比如，刀具的选择、切削速度、进给率等，这些都是影响零件加工质量的重要因素。
选择合适的切削工具，不仅可以提高加工效率，还能有效减少变形。
就像选对了鞋子，走路也能轻松许多。
3.2 夹具的使用夹具的使用更是不能忽视！好的夹具能牢牢把住零件，让它在加工过程中不乱跑。
就像是给小孩系好安全带，才能确保他乖乖待在座位上。
如果夹具设计得不合理，零件就容易在加工中发生变形，最后吃亏的可是咱自己。
薄壁零件车削加工中热变形分析及对策
薄壁零件车削加工中热变形分析及对策
针对薄壁零件的车削加工，在加工过程中容易出现热变形问题，如何有效地解决这个问题，提高加工质量和效率，是实现高质量、高效率加工的关键。
薄壁零件的车削加工中，由于工件的壁厚薄，热量传递快，容易引起热变形。
当切削力较大时，刀具与工件之间摩擦产生的热量不易迅速散发，导致工件局部的温度升高，从而引发热变形。
针对这一问题，可以从以下几个方面来控制热变形：
1. 合理选择切削条件。
合理选择切削速度、切削深度和进给量等切削条件，可以有效降低切削力和产生热量，减少热变形的发生。
2. 提高冷却液的使用效率。
在加工过程中，应充分利用冷却液的冷却作用，控制工件表面的温度升高，防止热变形。
3. 选用高质量的刀具。
优质的刀具能有效提高切削效率和加工精度，并能减少热变形的发生。
4. 控制刀具磨损。
刀具磨损严重会使切削力增大，产生较多的热量，加重热变形的程度，因此应及时更换刀具。
5. 采用特殊的加工方法。
对于一些较脆弱的薄壁零件，可以采用轻载切削、慢速进给和少量切削的特殊加工方法，使切削热量降到最低，从而减少热变形。
综上所述，针对薄壁零件车削加工中热变形的问题，应从多个方面综合考虑，合理的加工方法和工具、严密的操作规范、优质的冷却系统以及科学合理的加工工艺都是解决问题的有效途径，能够有效地提高薄壁零件车削加工效率和质量。
薄壁零件的机械加工工艺分析
薄壁零件的机械加工工艺分析薄壁零件是指在工程结构中壁厚很薄的零件，其壁厚一般小于3mm。
薄壁零件因其壁厚薄，加工难度大，所以在工艺上有着独特的要求。
本文将对薄壁零件的机械加工工艺进行分析，希望能够为相关行业提供参考。
一、薄壁零件的特点1. 壁厚薄：薄壁零件的壁厚一般小于3mm，有的甚至只有几毫米，这就要求在加工过程中必须考虑到其薄壁的性质，避免因加工引起的变形和破裂。
2. 结构复杂：由于薄壁零件在工程结构中常常承担比较复杂的功能，因此结构也相对复杂，这就对加工工艺提出了更高的要求。
3. 材质优质：为了保证薄壁零件的承载能力和使用寿命，通常采用高强度、优质的金属材料进行加工，如不锈钢、铝合金等。
4. 精度要求高：薄壁零件通常用于精密仪器、汽车零部件等领域，对其加工精度要求也很高，所以加工工艺更要精益求精。
二、薄壁零件的机械加工工艺1. 工艺规划：在进行薄壁零件的机械加工之前，必须进行详细的工艺规划和制定加工工艺流程。
根据零件的结构特点和加工要求，合理确定加工顺序、刀具选择、切削参数等，确保在加工过程中能够保持零件的尺寸、形状和表面质量。
2. 材料选择：针对不同的薄壁零件，需选择合适的材料进行加工。
常用的材料有铝合金、不锈钢、镁合金等，其机械性能和切削性能各不相同，需要根据实际情况进行选择。
3. 加工工艺控制：在进行薄壁零件的机械加工过程中，必须严格控制加工工艺。
尤其是在切削过程中要注重刀具的刀具形状和刃口状态、切削速度、进给量和切削深度等参数的合理选择和控制，避免因切削引起的变形和表面质量问题。
4. 刀具选择：薄壁零件的机械加工过程中，需要选择合适的刀具进行加工。
通常情况下，采用高硬度、高强度的硬质合金刀具或刻线刀具，以保证加工效率和加工质量。
5. 夹紧与支撑：薄壁零件在加工过程中要进行合理的夹紧和支撑，避免因切削引起的振动和变形问题，提高加工稳定性和精度。
6. 加工检测：在薄壁零件的机械加工过程中，需要进行合理的加工检测工序。
铝合金薄壁零件的加工工艺及变形控制探讨
铝合金薄壁零件的加工工艺及变形控制探讨摘要：中国特色社会主义现代化建设所取得的一系列丰富成果，为装备制造业的发展进步提供了有力支持。
铝合金薄壁零件是加工制造业中比较有代表性的零部件之一，它具有整体重量轻、机械强度高、造型美观等一系列优势，在汽车行业、航天航空行业当中发挥着不可替代的重要作用。
但是与此同时，人们也必须要清楚，铝合金薄壁零件的加工难度非常大、很容易发生变形，因此，对铝合金薄壁零件的加工工艺及变形控制进行研究具有一定的现实意义。
关键词：铝合金薄壁零件；加工工艺；变形控制；措施1薄壁铝合金加工变形概述1.1生产加工铝合金薄壁零件的性能和工艺较为特殊，自身有较强的可塑性与粘附性，在生产加工中很难分离切屑，很容易在刀刃上出现“刀瘤”，且实施切削工作的过程中可能会产生晶体颗粒，如出现位移会导致材料发生塑性变形的情况，严重影响到后续的工作。
铝合金薄壁零件的刚性较差，如果在生产加工中所用力度较大，则可能导致零件出现塑性变形，后续难以通过常规手段将其恢复，即便采用特殊手段将其恢复不仅费时费力，而且难以达到后续实际应用的参数要求。
1.2变形控制薄壁铝合金线膨胀系数在0.0000238左右；刚度在0.00001左右，为此加工会受到设备、环境、温度等方面的影响，如切削作业中产生过大的热量而引发变形；机床定位不精确导致偏移而引发变形；生产车间的环境较差也是引发变形的主要因素之一。
机械加工人员加工铝合金薄壁零件通常使用数控机床，一些厚度较薄的零件需要加大关注，对各项标准参数进行控制，为了能够进一步推进后续行业的持续健康发展，需要着重考虑到设备、环境、温度等与金属材料的差异化特点，保证参数精确度符合预期的生产要求，从而有效解决加工伴有的质量问题。
2铝合金薄壁零件的加工工艺随着科技发展，中国的零部件加工技术越来越成熟，对于薄壁零部件的加工能力也在不断提升，铝合金薄壁零件是其中比较有代表性的零部件之一。
铝合金材质决定了该零部件具有比重指数小、比强度指数大的特点，而薄壁结构则导致该零部件的刚性不佳、容易变形，这给铝合金薄壁零件加工带来了一定挑战。
铝合金薄壁件加工中变形的因素分析与控制方法
铝合金薄壁件加工中变形的因素分析与控制方法一般认为，在壳体件、套筒件、环形件、盘形件、轴类件中，当零件壁厚与内径曲率半径（或轮廓尺寸）相比小于1：20时，称作为薄壁零件。
这一类零件的共同特点是受力形式复杂，刚度低，加工时极易引起误差变形或工件颤振，从而降低工件的加工精度。
薄壁零件因其制造难度极大，而成为国际上公认的复杂制造工艺问题。
一、薄壁件加工变形因素分析薄壁件由于刚度低，去除材料率大，在加工过程中容易产生变形，对装夹工艺要求高，使加工质量难以保证。
薄壁类零件在加工中引起变形的因素有很多，归纳总结有以下几个方面：1、工件材料的影响铝合金作为薄壁件最理想的结构材料，与其他金属材料相比，具有切削加工性好的特点。
但由于铝合金导热系数高、弹性模量小、屈强比大、极易产生回弹现象，大型薄壁件尤为显著。
因此，在相同载荷情况下，铝合金工件产生的变形要比钢铁材料的变形大，同时铝合金材料具有硬度小、塑性大和化学反应性高等性质，在其加工中极易产积屑瘤，从而影响工件的表面质量和尺寸精度。
2、毛坯初始残余应力的影响薄壁件加工中的变形与毛坯内部的初始残余应力有直接的关系，同时由于切削热和切削力的影响，使工件和刀具相接触处的材料产生不能回弹的塑性变形。
这种永久性的变形一旦受到力的作用就会产生残余应力，而在加工过程中，一旦破坏了毛坯的残余应力，工件内部为达到新的平衡状态而使应力重新分布，从而造成了工件的变形。
3、装夹方式的影响在加工中夹具对工件的夹、压而引起的变形直接影响着工件的表面精度，同时如果由于夹紧力的作用点选择不当而产生的附加应力，也将影响工件的加工精度。
其次，由于夹紧力与切削力产生的耦合效应，也将引起工件残余应力的重新分布，造成工件变形。
4、切削力和切削热的影响切削力是影响薄壁件变形的一个重要因素。
切削力会导致工件的回弹变形，产生不平度，当切削力达到工件材料的弹性极限会导致工件的挤压变形。
在切削加工过程中，刀具与工件之间的摩擦所作的功，材料在克服弹性、塑性变形过程中所做的功绝大部分转化为加工中的切削热，从而导致工件的各部分的温度差，使工件产生变形。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺
典型薄壁零件数控铣削加工工艺一、加工工艺概述在现代机械加工中，数控铣削技术已经成为广泛采用的一种加工方式。
它具有高效率、高精度、高稳定性等诸多优点，能够满足各种复杂形状的零部件加工需求。
而在制造业中，薄壁零件的加工一直以来都是一个难点，因为它们具有较大的面积，容易发生振动和变形，导致加工质量不佳。
因此，采用数控铣削加工工艺来生产薄壁零件，显得尤为重要。
1. 材料准备首先需要选定适合薄壁零件加工的材料，一般采用铝合金、镁合金、钛合金等轻合金材料。
然后进行材料的切割、碾磨等预处理工作，以优化后续加工的效果。
2. CAD制图在进行数控铣削加工前，需要对零件进行三维模型设计，以制定详尽的加工工艺方案。
在CAD制图过程中，需要考虑加工精度、表面质量、加工时间等多个因素，确定好各种加工参数，包括加工路径、刀柄发生器等。
3. CAM编程在CAD制图完成后，需要进行CAM编程，将机器指令和实际加工过程相一致。
在CAM编程中，需要考虑加工路径，以及刀柄进给速度、切削进给速度等参数，调整加工节奏和刀具尺寸等。
4. 加工调试CAM编程完成后，需要先进行一次加工调试。
调试过程中，需要不断调整加工参数，以充分发挥数控铣削加工的优势，并保证加工精度和表面光洁度达到标准要求。
5. 实际加工过程综合考虑加工条件、切削速度、进给速率等因素，进行实际的数控铣削加工。
在加工过程中，需要密切关注加工状态，调整加工参数，以保证产品精度和表面质量。
三、关键问题控制1.加工稳定性的控制薄壁零件加工面积较大，容易发生振动和变形，因此需要掌握加工稳定性的控制方法。
首先要选择合适的工件夹持方式，确保工件在加工过程中不产生任何变形。
同时，合理设计加工刀具尺寸和结构，采用具有高刚性的刀具，以提高加工精度和稳定性。
2.表面光洁度的控制薄壁零件加工表面质量要求较高，表面光洁度是一个很关键的指标。
因此，在加工过程中需要选用具有高刚度、高切削能力的刀具，并适当降低装夹紧密度，避免过度压缩，从而保证零件表面光滑克服表面氧化和氧化皮的形成。
薄壁套筒类零件在车削加工中预防变形和振动的技术措施马立军梁斌马国宗
薄壁套筒类零件在车削加工中预防变形和振动的技术措施马立军梁斌马国宗发布时间：2023-05-14T16:50:07.512Z 来源：《中国科技信息》2023年5期作者：马立军梁斌马国宗[导读] 薄壁套筒类零件在车削加工时存在装夹变形和热变形，严重影响产品的加工质量。
本文通过对加工过程中产生零件变形的原因进行分析，采用合理的工艺方法减少薄壁零件在加工过程中发生变形。
中航西飞汉中航空零件制造有限公司陕西汉中 723210摘要：薄壁套筒类零件在车削加工时存在装夹变形和热变形，严重影响产品的加工质量。
本文通过对加工过程中产生零件变形的原因进行分析，采用合理的工艺方法减少薄壁零件在加工过程中发生变形。
关键词：薄壁；加工变形；一、引言因薄壁套简类零件本身特性，其零件壁厚较小、刚性差，受力或受热时极容易发生变行，车削过程中容易产生振动，对加工造成极大困扰，零件质量难以保证，严重影响加工效率。
减小零件受热变形，避免零件在加工过程中发生振动，则是车削薄壁套筒类零件保证质量的两大技术难点。
二、原理分析1.在车削加工时，如果直接用三爪自定心卡盘装夹薄壁套简类零件，常会出现如图1所示的现象。
2.薄壁套筒类零件因其刚性差，经三爪自定心卡盘夹紧后，零件因受到夹紧力产生弹性变形，如图1b所示。
在这种夹紧状态下，进行车孔加工，孔径达到技术要求，此时零件的形状如图1c所示，零件的内孔圆而外形不圆。
当零件从三爪自定心卡盘上卸下后，因夹紧力消失，零件弹性变形恢复，使外圆恢复圆形，可是内孔却变为三角形，如图1d所示。
这种装夹零件所造成的零件变形，将会影响加工零件的尺寸精度、轮廓度以及表面粗糙度。
图1.薄壁套筒类零件的装夹变形a）零件半成品形状 b）零件夹紧后的形状 c）车孔后的形状d）零件从三爪自定心卡盘上取下后的形状3.同时，由于该零件壁厚较小，相应的零件实体体积较小，零件的热容量小，切削热无法有效的传递出去，因此很容易引起零件热变形，使得零件加工尺寸难以控制。
薄壁零件的变形
薄壁零件的变形引言：薄壁零件是工程设计中常见的一类零件，它们通常具有较大的长度和宽度，但相对较小的厚度。
由于其特殊的结构，薄壁零件容易发生变形。
本文将探讨薄壁零件变形的原因、影响以及相应的解决方法。
一、薄壁零件变形的原因1.材料特性：薄壁零件通常采用金属材料制造，而金属材料在受力时容易发生塑性变形。
由于薄壁零件的厚度较小，其受力时的应力集中效应较为明显，进而导致材料发生变形。
2.制造工艺：薄壁零件在加工过程中，如切割、折弯、焊接等，容易受到应力的集中，从而引起变形。
此外，制造工艺中的温度变化、冷却过程等也会对薄壁零件的形状产生影响。
3.外部环境：薄壁零件在使用过程中，受到外部力的作用，如振动、冲击、压力等，这些外部环境的变化也会导致零件的变形。
二、薄壁零件变形的影响1.几何形状：薄壁零件变形会导致其几何形状发生改变，不符合设计要求，从而影响零件的功能和装配。
2.尺寸精度：薄壁零件的变形会使其尺寸精度下降，无法满足设计要求，导致装配困难或无法正常工作。
3.强度和刚度：薄壁零件变形后，其强度和刚度可能会下降，从而影响零件的承载能力和稳定性。
三、薄壁零件变形的解决方法1.材料选择：选择具有较高强度和刚度的材料，以减小薄壁零件受力时的塑性变形。
同时，可以考虑使用复合材料等新型材料来提高薄壁零件的性能。
2.结构优化：通过优化薄壁零件的结构，减小应力集中，提高其受力均匀性。
可以采用增加加强筋、加大壁厚等方式来改善零件的结构。
3.制造工艺：合理选择制造工艺，控制加工过程中的变形。
采用适当的预应力、热处理等工艺措施，可以减小薄壁零件的变形。
4.应力分析：通过应力分析，确定薄壁零件的受力情况，找出应力集中的部位，并进行合理的加强设计，以提高零件的抗变形能力。
5.温度控制：在制造和使用薄壁零件时，注意控制温度的变化，避免温度差异引起的热应力导致变形。
结论：薄壁零件的变形是工程设计中常见的问题，其原因主要包括材料特性、制造工艺和外部环境等因素。
薄壁零件的机械加工工艺分析
薄壁零件的机械加工工艺分析在机械制造加工过程中，薄壁零件是一类机械加工工艺的难点。
其具有结构精细、形状复杂、壁厚薄等特点，而在加工过程中容易出现变形、翘曲和表面质量不良等问题，加工难度较大。
针对这些问题，需要进行全面分析和合理处理。
1. 薄壁零件的特点薄壁零件是指对称薄壁结构且壁厚小于零件直径的零件。
其具有结构精细，形状复杂，尺寸精度高，要求壁厚均匀，一般采用双面加工。
同时，由于其壁厚薄，容易出现变形、翘曲的现象，对加工设备要求严格，加工难度大，因此在进行薄壁零件加工时需要特别注意。
对于薄壁零件的机械加工工艺，需要选用适当的切削工具和加工方法，合理处理变形和翘曲问题。
常用的加工工艺如下：(1) 选择合适的加工方法为防止薄壁零件在加工过程中变形，应尽可能采用高温加工、低速加工来避免过硬的工具或高速切削，避免形成热疲劳和振动等现象。
一般采用割线式铣削、缩径技术、调整切削参数和切削力、减小表面靠刀量等加工方法，以保证加工质量。
为提高薄壁零件的加工质量，需要选用合适的刀具和磨具，以保证加工精度和表面质量。
在薄壁零件的加工中，一般使用不锈钢刀片、高速钢刀片或金刚石刀片等，切削刃要锋利，刀片要光滑，避免刀身过硬或影响加工效率。
(3) 加强加工设备的稳定性为防止薄壁零件在加工过程中变形、翘曲、抖动等现象，需要加强加工设备的稳定性，调整加工速度、切削力和落刀深度等参数，以保证加工设备的稳定性和减小变形的发生。
(4) 控制加工过程的温度为提高薄壁零件的加工质量，需要控制加工过程的温度，以避免过高或过低的温度对零件的影响。
一般采用水冷或喷水冷却器来降低温度，以达到保证加工质量的目的。
综上所述，对于薄壁零件的机械加工工艺分析，需要选择适当的加工方法和切削工具，加强对加工设备的稳定性，控制加工过程的温度，以保证加工质量和提高效率。
同时，还需要加强对加工过程中的变形和翘曲等问题的预处理和特殊控制，以达到更好的加工效果。
薄壁零件控制加工变形的工艺方法
１ 理 论 分 析
１１ ． 加 工 误 差 的 来 源
式 中： 为 工 件 的位 移 ； 为 等 效 阻 尼 比 ； Ｕ 。为 固 有 频 率 ； ｏ 系 统 在 点 Ｙ 的 动 态 切 削 力 ；ｋ 为 等 效 刚 度 。 Ｆ为 在 分 析 模 型 中 ， ｈ ｖ ｎ ｔ提 出 刀 具 刚 性 要 高 于 壁 Ｔ ｅｅｏ
性 好 ， 结 力 强 ，溶 解 速 度 快 ，价 格 便 宜 ， 局 部 或 整 粘 可 体 地 增 强 非 刚 性 零 件 的 刚 性 。 加 ＿ 完 毕 后 ，把 零 件 加 ３ ２
料 的 加 工 。 如 采 用 带 有 特 殊 涂 层 的 硬 质 合 金 刀 具 ，在
热 或 放 入 水 中 ，聚 合 物 可 自 行 与 零 件 脱 开 ， 但 在 加 工
方 案 ｌ 水 射 流
２ 加 工 中心
加 工 时 间／ 工 费 用 ／ 增 加 新 设 备 或 工 装 Ｉ加 ｌ 元 ２
２５ ．
２２ ３
１５ ２
水 射 流 加 工 整 套 设 备
４ 方 案 对 比
表 ２列 出 ４ 种 方 案 分 别 加 工 同 一 件 转 子 端 板 （０ ４
薄 壁 零 件 中 主 要 的 工 艺 方 式 。 如 图 ２所 示 。 管 状
薄 壁零 件 内孔放
收 稿 日期 ：０ １年 １ ２１ ２月
置 护 轴 ， 当 车 削
表 ２ 对 比 数 据
屑 进 入 分 度 盘 孔 内影 响 插 销 的 插 入 。 定 位 键 安 装 于 底
盘 的 底 部 ， 于 控 制 底 盘 绕 Ｚ轴 旋 转 的 自 由 度 ， 证 底 用 保 盘 水 平 中 心 线 与 铣 床 工 作 台 平 行 ， 即 保 证 了 加 工 后 的 每 一 槽 水 平 中 心 线 都 通 过 转 子 端 板 中 心 （ ４） 图 。
防止薄壁套筒加工变形的加工工艺
法。每次去除余 量后 ，安排稳定处 理消除加工 应力 ，减 少加工变 形。每 次稳 定处 理前 加 工余 量 ０ ４～０ ５ ｍ。 ． ．ｍ 非硬质阳极化表面用铬酸 阳极 化方法保护 ，采用整 体铬
装夹方法不当容易产生变 形。传统方法是先加 工 出外 圆 或 内孔 ，再夹持外圆加工 内孔 或夹持 内孔 加工外 圆。采 用这种方法虽然能够将零 件固定在机床 和夹具上 ，但 由 于零件整体尺寸较薄 ，采 用此 种夹持方式很容 易使零 件 产生 弹性 变形 。一旦 加工 完 毕 ，松 开 夹具 ，弹性 变 形 恢复 ， 将影 响 零 件 尺 寸 和 形 位公 差。严 重 的 还会 使 必
三 。 ． ． ． 豳 ． 羔
防 止 薄 壁 套 筒 加 工 变 形 的 加 工 工 艺
北京长 空机械有 限公 司 （ ０２ ８ 朱春 江 １２ １ ）
套筒外形如图 １ 所示 ，材料为 ２ ２ Ａ１ 。该零件为典型
量时也容易产生变形。如果用 常用的千分尺 和内径千分 表测量外 圆和 内孔 ，因检具 的测量力较大 ，会使 零件产 生变形。轻则影响零件尺寸测量的准确度 ，造 成零件尺 寸超差 。重则引起零件塑性变形 ，造成零件报废 。
零件产生塑性变 形 ，使 其 外形 遭 到 破 坏 ，造 成 零 件 报
废。
（ ）零件 ＠ ３３ ｍ 内孔 表 面要求 进行硬 质阳极 化 ２ ３．ｍ 处理 ，厚度 ０ ０ ０ ０ ｍｍ ． ３～ ．７ 。这 首先要 求零 件孔 硬质 阳
方 向留 ２ ｍ ０ ｍ长的工艺加长 ，为防止加工变形 ，加工 中 夹持工艺加长部位定位 ，而不是 直接夹持零件外 圆或 内 孔定位 ，硬质 阳极化处理后将 工艺加长切 掉 ，再进行最 终的精加工。其余工艺安排和工艺参数与方案一相同。 工艺步骤 ：粗加工一稳定处理一 半精加工一 稳定处 理一精加工一铬酸阳极化一精 加工孔一硬质 阳极化一切
数控车削加工薄壁零件如何克服变形？
在切削过程中，薄壁受切削力的作用，容易产生变形，从而导致出现椭圆或中间小，两头大的“腰形”现象。
另外薄壁套管由于加工时散热性差，极易产生热变形，不易保证零件的加工质量。
下图零件不仅装夹不方便，而且加工部位也难以加工，需要设计一专用薄壁套管、护轴。
▌工艺分析根据图纸提供的技术要求，工件采用无缝钢管进行加工，内孔和外壁的表面粗糙度为Ra1.6μm，用车削可达到，但内孔的圆柱度为0.03mm，对于薄壁零件来讲要求较高。
在批量生产中，工艺路线大致为：下料—热处理—车端面—车外圆—车内孔—质检。
“内孔加工”工序是质量控制的关键。
我们抛开外圆、薄壁套管就内孔切削就难保证0.03mm的圆柱。
▌车孔的关键技术车孔的关键技术是解决内孔车刀的刚性和排屑问题。
增加内孔车刀的刚性，采取以下措施：（1）尽量增加刀柄的截面积，通常内孔车刀的刀尖位于刀柄的上面，这样刀柄的截面积较少，还不到孔截面积的1/4，如下左图所示。
若使内孔车刀的刀尖位于刀柄的中心线上，那么刀柄在孔中的截面积可大大地增加，如下右图所示。
（2）刀柄伸出长度尽能做到同加工工件长度长5-8mm，以增加车刀刀柄刚性，减小切削过程中的振动。
▌解决排屑问题主要控制切削流出方向，粗车刀要求切屑流向待加工表面（前排屑），为此采用正刃倾角的内孔车刀，如下图所示。
精车时，要求切屑流向向心倾前排屑（孔心排屑），因此磨刀时要注意切削刃的磨削方向，要向前沿倾圆弧的排屑方法，如下图所示精车刀合金用YA6，目前的M类型，它的抗弯强度、耐磨、冲击韧度以及与钢的抗粘和温度都较好。
刃磨时前角磨以圆以圆弧状角度10°-15°，后角根据加工圆弧离壁0.5-0.8mm（刀具底线顺弧度），c切削刃角k向为§0.5-1为沿切屑刃B点修光刃为R1-1.5，副后角磨成7°-8°为适，E内刃的A-A点磨成圆向外排屑。
▌加工方法（1）加工前必须要做一件护轴。
浅谈薄壁零件加工变形的原因及控制方案
１ ２ ８ ・
科 技及控制 方案
杨 立 新
（ 哈 尔滨经济技术 开发 区基础设施开发 建设 总公 司， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ６ ０ ）
摘 要： 薄壁零件 因其本身具有的重量轻、 结构 紧凑等优点被广 泛的应 用于航 空产品与船舶 产品 中， 同时薄壁零件也有 着刚度 差的 问题 ， 因此在加 工过程 中容 易出现零件 变形 的情况。根 据薄壁零件所存在的 易变形的问题 ， 着重分析在加 工中造成薄壁零件 变形 的原 因， 通过 实际分析 ， 找 出其 中盼 问题 ， 结合 实际的加 工经验 ， 探 索如 何对加工过程 进行 控制 ， 避免零件 变形 ， 依据数据进行加工控制的改进 ， 保 证薄壁零件尺寸、 形位的准确度与质量。 关键词 ： 薄壁零件 ； 加 工变形 ； 控制 ； 精确度
受 到现代科学技术发展的影响 ， 航空航天技术与船舶技术都在 刀 时， 刀具会对工件 的内壁产生挤压力 ， 同样会使薄壁工 件发生变 不断的进步 ， 与此同时 ， 这些产品的质量也有 了更 高的要求 ， 对这些 形 。 受不 同进刀方式 的影响 ， 加工变形的问题也有所不 同， 因此在进 产品的需求也走 向安全化 、 稳定化 、 轻量化 。在这些产 品中 ， 薄壁零 行薄壁零件 加工时 ， 要 根据实际 的加工情 况进 行相应 的调整 ， 使进 件 在许 多重要结构 中被广泛应用 ， 其关系着这些产品 的运行质量与 刀方式对零件的影响 降到最低 。 安全。薄壁类零件具有结构复杂 、 形状特殊 、 刚度较低 的特点 ， 并且 ２ ． ４ 采用高速切削加工。在加工技术 日益成熟 的今 天 ， 多 工序 应用于重要部位 ， 因此此类零件加工时对其精度与加工工艺 的要求 高度集 中的加工方式可 以在加工 过程 中大 幅度 降低 由于人为 因素 更高 ， 而在加工过程 中 ， 造成薄壁零 件变形是其发展 过程 中非常严 而产生 的加工误 差 ， 这种方式也对 防控 薄壁零件 的加 工变形起 到很 重 的问题 ， 因此要 了解 薄壁 零件 的加工特点 ， 对其加工 质量进行控 大促进作用 。 通 常在加工精度要求较 高的薄壁零件时会采用数控高 制。 速切削 的方式 ， 它是一种采用小进 给量 、 多次加工 、 高速切削的加工 １影响薄壁件／ Ｊ ｎ Ｔ变 形的因素 方法 。这种方法可以使切 削热在刀具 的高速转动下被及时带走 ， 有 在薄壁零件加工过程 中， 影 响其加工质量造成零件变形 的因素 效减少 工件表面应力 的产生 ， 使工件 表面始终保持恒温状 态 ， 有效 有很多 ， 其 中零件的刚度 、 工具装夹 、 走刀路线 、 内部应力 、 切 削参数 降低工件 的加工变形 。 等都会造成 零件 出现变形 的情况。 其 中对在加工 中对薄壁零件的加 ２ ． ５增加热处理环节 。 加工零件 内部的残余应力造成加工变形 工变形影响最大的有三个方面 ， 切削力 、 装夹力与残余应力 。 情况 的产生是在薄壁零件加工 中非常常见 的状况 ，在加工过程 中 ， １ ． １加工过程 中的切削力 。对薄壁零 件 的切 削力是 影响其形 零 件内部的残余应力没 有及 时的释放 出来是造 成加工变形 的主要 状、 尺寸 、 位置的最主要 因素 ， 加工 过程 中切 削力受到 的影 响有 多个 原 因。为最大幅度地减少应力 的存在 ， 通常在工件粗加工后需要进 方面 ， 首先是切削参数的设置 ， 其次是切削刀具的磨损程度 ， 这些都 行 退火处理 。典型 的薄壁零 件加工流程应该是 ：粗 加工一退 火处 会影 响切 削力的设定值 ， 而零件受到切 削力的影响 ， 应力与热量 的 理一精加工 。 对于加工精度要求较高 、 极 易发生变形的薄壁零件 ， 还 影 响会造成其变形。 要进行半精加工 ， 必要时还可以反复多次进行热处理 。 １ ． ２工具装夹 的装夹力 。工具装夹是将 刀具利用夹具 固定在相 ２ ． ６优化工件定位方式 。防止薄壁零件加工变形 的方法除 了优 应 的位置上完成切削工作 。而在装夹过程 中， 一旦出现位置偏移或 化加工工艺外 ， 还要优化工件 的定位方式 ， 最大幅度减少工 件因外 是装夹力不够 ， 就会造成在走刀时 ， 切削工具受力影响造成偏移 ， 从 力作用 而发生 的变形 。 通常所用 的定位方式有心轴 、 软爪 、 通用压板 而影响薄壁零件的精度 ， 出现变形 的情况 。 和真空 吸盘定位 。选择哪种定位方式要视零件结构特点 而定 ， 一般 １ ． ３材料内部残余应力。在薄壁零件加工时 ， 对毛坯材料 的切 对 外圆的加工宜选择 心轴定位 ；对 内壁 的加工宜选择通用 压板定 削程度大 、 去 除量高 ， 剩余材料 的刚度也随之减小 ， 零 件内部残余应 位 ； 对精度要求 高且体积较大的零件选择软爪定位 ； 对 生产批量 大 、 力 的释放是根据行刀路线进行改变 的， 因此 加工过程中零件部位的 精度要求高 的零件选择真空吸盘定位 。 刚度也不相 同， 在进行加工时切削力与切削的热量都会使 零件内部 ２ ． ７工艺路线优化 。零件原加工工艺采用 车前后安装边 、 铣削 产生残余应力 ， 这个过程对零件的精度有着很大的影响。零件内部 安装座端面 、 钻孔分开加工 ， 零 件存在多次定位装夹 ， 造成零件尺寸 残余应力是影响零件 加工变形 的最主要的因素。 精 度低 ， 技术 条件难 以保证 。 改进后采用车 、 铣、 钻、 镗合并加工。在 ２ 薄壁 类零件加工变形控制方法 ． 铣 端面及钻镗孔工序 中将 技术要求高 的安装座放在最后加 工 ， 零件 薄壁类零件加工变形 的影 响因素有很多 ， 因此要根据不同的情 变形减小 ， 尺寸及技术条件易于保证 。 况选定相应 的控制措 施 ， 以下几点是在薄壁零件加工控制中常用的 ２ ． ８装夹与支撑技术应用 。该零件加工时壁薄 、 刚性差 ， 加工时 方法 。 易产生振颤 、 让刀及加工变形 ； 为了减小壳体变形量 ， 在夹具设计 中 ２ ． １零件整体 刚度 的利用 。薄壁零件在切 削过程 中由于大部分 采用径 向可调辅助支撑提高零 件径 向刚性 ， 从而增强工艺系统 的稳 的材料 被去除 ， 剩余的部分壁 的厚度 较薄 ， 在加 工中更易 出现 变形 定 性。根据零件 的结构在夹具设计上辅 助支撑采用 ６ 个扇形块 ， 辅 的情况 ， 薄壁零 件的加工势必会 造成零件整体 的刚度下 降 ， 如 果某 助支撑底部 与底座连接处采用 Ｔ型槽形式可实现快速换装 ， 以减小 部分 出现变形 的情况 ， 将会加剧零件整体的变形 。因此可 以利用 零件切削加工过程 中的振颤 ， 从而控制零件的加工变形 。
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表1 改进前的具体工艺
工艺流程
下 料
粗加 工第 二面
精 加 工 第 一 面
精 加 工 第 二 面
加工内容说明 坐标原点在板料几何中心，Z0 为毛坯上表面（图 1） 精铣上下表面保证板厚 72mm，用 φ80R5 铣刀盘 钻定位孔 43-φ12，用 φ12 钻头 钻 4-M16 吊环孔，用 φ14 钻头 下料粗铣外形，用 φ25R0 铣刀 坐标原点在左边孔中心 , Z0 为毛坯上表面（图 2） 粗加工反面各型腔，留余量 5mm，用 φ25R3 铣刀 加工连接筋部分和外形，留余量 5mm，用 φ20R0 铣刀 坐标原点在板料左侧 φ20H7 孔中心，Z0 为毛坯上表面（图 3） 粗加工内形腔，留余量 5mm，用 φ28R3 铣刀 粗加工外形，留余量 5mm，用 φ25R0 铣刀 半精加工和精加工外形，用 φ20R3 铣刀 半精加工内形，留余量 0.5mm，用 φ16R4 铣刀 精加工内形，用 φ16R4 铣刀 清角和精铣立筋，用 φ10R4 铣刀 精铣内形底面，内形侧壁留 0.5mm，用 φ10R4 铣刀 清根部残余，用 φ6R3 铣刀 坐标原点在板料左侧 φ20H7 孔中心，Z0 为毛坯下表面（图 4） 半精加工内形，留余量 0.5mm，用 φ8R4 铣刀 精加工内形，用 φ16R4 铣刀 清角和精铣立筋，用 φ8R4 铣刀 精铣内形底面，内形侧壁留 0.5mm，用 φ16R4 铣刀 精加工内形侧面，用 φ10R4 铣刀 清根部残余，用 φ8R4 铣刀 钻零件两侧和上面的孔
图2 翻转反面粗加工内型腔示意图 图3 零件正面精加工示意图 图4 零件反面精加工示意图
2011 年第 23/24 期·航空制造技术 79
年度论坛 FORUM OF THE YEAR
外侧外形 内侧外形 图5 零件正面立体图
图6 个孔和 1 个下陷 图7 零件左前面侧面立体图
的深入研究，研究出了切实可行的防 变形加工工艺，并已成功加工出了优 质的大型飞机薄壁零部件。本文将 对大型飞机薄壁件的防变形工艺予 以详细论述。
王家颖 工程师，从事航空数控加工专业技
术工作 18 年，获 4 项国家级发明专利。
我集团公司与欧洲直升机公司 合作生产飞机的零部件，这其中大部 分是薄壁零部件。加工薄壁零件的 主要问题是加工中出现材料变形的 现象，如果被加工的薄壁材料产生了 塑性变形，将无法对材料进行进一步 的加工。为了生产出合格的飞机铝 合金薄壁零部件，特别是大型薄壁零 部件，我公司进行了加工工艺防变形
改进后的工艺
1 改进后工装夹具防变形措施 1.1 措施一
设计正反两面加工的真空夹具， 为使真空夹具正反两面与粗加工面 的各型腔平面尺寸相吻合且配合准
确，在 CATIA 的加工模块中将仿真 后剩余的毛料零件的立体数模存成 cgr 的格式文件，再用装配模块导入 工装设计模块中，进行分析比较，用 以检验正反两面真空夹具与零件的 配合吻合情况。 1.2 措施二
高速切削选用 HSK 系列热缩式 刀 柄，刀 柄 安 装 好 后 要 做 动 平 衡 测 试。选用涂层硬质合金刀具的同时， 为避免刀具悬伸过长产生振动 , 尽 可能选择悬伸短的刀具。
铝合金材料的薄壁型机加框在 SIEMENS 系统中的加工工艺参数见 表 2。 3 防变形加工工艺流程
改进前的加工工艺
以 外 形 尺 寸 为 2200mm× 1650mm×70mm、壁 厚 度 为 2-00.1mm 的大型薄壁零件为例进行说明。外 形特点为“开”字形，具体加工步骤 见图 1 ~ 图 4，正反和前端面详细形 状见图 5 ~ 图 7。改进前的具体工艺 见表 1。
图1 方料加工外形和钻定位孔示意图
坐标原点放到左孔中心这个位置，43 个定位孔不 能完全对上，无法调整零件的变形量；在加工之前没 有防变形调整措施，出现变形在 0.2~0.5mm, 发现每个 内腔壁厚不均，由于零件变形，加工两侧孔的位置度 也超差
高效数控加工 High-Effective NC Machining
计 3 个定位孔，为 φ20H7。正反两 面的定位坐标系都设置在两孔中心 连线位置，目的是为了加工时找正定 位 容 易，而 且 不 容 易 产 生 偏 置 的 定 位差异，零件出现变形情况，调整定 位方便，同时也调整零件在 φ12 和 φ20 定位孔之间的微量变形。 1.3 措施三
80 航空制造技术·2011 年第 23/24 期
产生变形原因
43 个定位孔数多，易产生过定位；在这个工步粗铣 外形，翻转反面时易变形
坐标原点放在左边孔定位，加工内形腔时，易产生 左右内形腔壁厚不均的现象
在这工步精铣内形，无防变形措施，零件加工易出 现内形腔薄壁不均的现象，变形量在 0.2~0.5mm 之间； 无真空夹具约束调整零件变形的方法
高效数控加工 High-Effective NC Machining
大型薄壁零件防变形加工工艺
Anti-Deformation Process of Machining Large-Size Thin Walled Parts
中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 王家颖
大型薄壁零件防变形加工工艺主要从整体材料加工出 成品，有合理的防变形工装夹具参数、防变形工艺安排和程 序编制策略。其目的是减少薄壁结构件变形量，提高加工 质量。
在夹具与零件外形接触部分设 计 深 10mm、宽 30mm 的 沟 槽，以 利 于在采用随型摆加工零件外形时，刀 具 能 伸 向 零 件 的 底 部，彻 底 达 到 切 干 净 曲 面 外 型 面 尺 寸 的 加 工 要 求。 经 过 试 验，工 装 基 准 平 面 度 要 达 到 0.02mm 的精度要求，由于零件超大， 通气孔需设计成 φ14 的孔。密封槽 设计成深 5.5mm、宽 6mm 的半圆形 槽体，且要达到密封要求。 2 切削工艺参数的选用