‘壳盖’薄壁铝合金件加工工艺

'壳盖’薄壁铝合金件加工工艺

壳盖”薄壁铝合金件加工工艺分析中国航空工业集团公司航宇救生装备有限公司（湖北襄阳441002）袁开波

“壳盖”零件是一个薄壁的铝合金零件，其形状及尺寸如图1所示.零件的主

要特点就是壁薄，由于是铝合金件，其强度差，加工时容易变形，要高效率加工合格的零件，加工过程中编制好工艺路线，做好准确的装夹与定位，就至关重要，同时要控制由于切削对零件产生的变形。

图1冗盖

注：未注圆角，凸R1.8mm凹R1mm未注壁厚0.8mm.

、工艺分析

考虑到此零件的内、外形均为圆环形状，其主要的加工方法为数车工序完成，数车工序为分别加工内、外形2个步骤。这里就要考虑加工完第一工序后，在进行第二工序加工时的装夹与定位问题。既要能准确装夹与定位，又要使第二工序的加工操作方便。在经过多次的工艺路线分析及相配合的夹具结构设计之后，确定了先加工内形面，并在其端面上制出装夹定位的位置，然后进行外形面的加工。

、工艺路线

在加工零件的内形面之后，“壳盖”需要安装在一种辅助夹具上，才能进行第

工序的加工，如图

2所示

(a)第一工序图(b)第二工序简图

图2 “壳盖”工艺路线简图

1. 第一工序的加工

“壳盖”在第一工序中要完成如图2(a)所示的加工内容，注意保持各个孔与M64X 0.75螺孔的同轴度。由于“壳盖”壁薄，偏心更易使“壳盖”产生变形。

2. 第二工序的加工

如图2(b)所示，型腔口部的M64X 0.75螺纹段位为装夹部分，用M64X0.75螺纹与辅助夹具进行定位与连接。其夹具的设计，如图2(b)所示。从图中可以看

出，辅助夹具的设计，其型面尺寸与零件的内形面是一致的，零件扣在夹具上，并通过M64X0.75螺纹拧紧，以保证零件内形面与夹具相贴合，这样，在加工外形面时，零件不会产生变形。

3. 安装在辅助夹具上“壳盖”切削时加紧状况的分析

零件在装夹后，车刀切削时，零件的状态是否会松动，可通过图3做一个装夹

及切削的状况分析

从图3(a)中，显示零件在装夹到夹具上时，是顺时针方向旋紧。从图3(b)中

4

一

可以看出，当主轴旋转，车刀切削零件时。车刀作用到零件上切削力的方向是与车床的旋转方向相反的方向。即切削力也为顺时针方向，这就和零件装夹拧紧时力的方向一致。所以，在车刀切削零件时，零件不会松动，而且会贴的越紧密。

(a) “壳盖”装夹的旋转方向(b)车床主轴的旋转方向图3 “壳盖”切削时的受力分析

通过上述零件加工的分析，若要保证零件加工后内、外形面的同轴度。就要确

保零件在第二工序加工时，装夹后其轴线与车床旋转轴线保持一致。从辅助夹具的制作，至V零件的装夹。可以看出，只要夹具制作完后，就不能松动夹具，此时装夹的零件和车床主轴的中心线才是完全一致的。也就是说，每加工一批次的零件，在零件加工到此工序时，就要配制一个夹具，这样才能保证零件加工后其内、外形面同轴度的要求。

三、控制加工参数来控制对零件产生的变形

1)合理的选择加工刀具控制变形。刀钝会使零件主切削抗力加大，零件轴向压力加大，造成零件变形。刀具切削刃太锋利，虽说有利于切削，但易加速刀具磨损，将零件拉向切削力的反方向，同样使零件变形。经实践粗加工时：刀具选用R 形断屑槽，前角丫o,20?,25?，后角a o,6?,10?;主偏角K r,91?,93?;负偏角

K 'r,6? ,8?; 主要是减小刀具摩擦及振动。精加工时：前角丫o,25?,30?，后角

ao,10?,12?;主偏角K r,45?,90?，负偏角K 'r,10?,15?; 主要是减小径向切削

力，避免振动，并且加宽了主切削刃，从而减小了单位长度上的负荷，刀尖角大，散热快。刃倾角入s,5?,10?，粗加工取小值，精加工取大值，用来弥补法向前角大而引起刀刃强度差的缺陷。

刀具切削刃要求磨的锋利，刀面表面粗糙度值要小，提高零件表面加工质量。加工时将刀具通过刀架使切削刃沿轴向装夹，通过薄壁壳体的加工此径向切削力最小，工件不易变形。

(2) 合理的选择切削参数控制变形。粗加工时进给量为0.5,0.3mm/r; 切削深度

0.5,1mm;切削速度100m/mi n。主要是去除壳体零件大的余量，加快零件的散热性，加速切削应力的释放。精加工时进给量为：0.05,0.07mm/r ，切削深度0.05,0.075mm，切削速度65m/min。主要是壳体零件加工时避开了与机床的共振，避免了切削时振动引起的变形。高速度、小进给量，提高工件的表面加工质量，同时减小径向切削力，减小应力变形。

(3) 增加半精加工工序控制变形。随着零件加工余量的逐渐去除，零件加工应力逐渐释放，为了保证零件加工尺寸精度及形位公差要求，增加一道半精加工工

序，加工余量控制在0.5,1mm左右，给精加工留余量0.3,0.5mm，主要是将壳体零件曲线椭圆形状在粗加工基础上，进行一次半精加工使加工应力进一步得到释放，为后续精加工打下基础。

(4) 在精加工前安排一道基准精加工，消除工件定位的椭圆度，保证定位尺寸的一致性及精度，使壳体零件与夹具定位间隙最小，达到保证形位公差要求的目的。

四、小结

应用上述的工艺方法，对一个批次为100 件的零件进行加工，其加工过程还很顺利的，零件尺寸及同轴度都能满足图纸要求。超过100 件的零件，便会因辅助夹具定位面磨损而影响产品的质量，此时最好是要重制辅助夹具。由此零件的加工可以看出，只要找到零件的加工规律, 再根据被加工零件的特点, 就可以选择必要的加工方法来保证其技术条件的要求。