薄壁零件加工方法论文

薄壁零件的加工方法

摘要:薄壁零件在工业部门得到了广泛的应用，但其刚性弱，加工中变形难以控制，通过传统的切削加工方法的改进以及数控补偿切削加工、高速切削加工和振动切削加工的应用，都能够很好的打到较好的加工精度要求。

关键词:薄壁零件传统切削加工数控补偿切削高速切削

薄壁零件的特点

薄零壁件具有质量轻、节约材料、结构紧凑等特点，在航空、汽车、机械等个工业部门得到了广泛的应用。但薄壁零件其刚性差、强度弱，在加工中变形难以控制，同时还会产生切削振动，使零件的机械加工质量难以保证。

二、防变形装夹技术和装夹适当的装夹

零件装夹可分成定位和夹紧。定位使零件处于稳定状态，对平面来说应采3点定位。在定位点一般要承受一定的夹紧力，并应具有一定的强度和刚性。从定位稳定性与定位精度看，接触面是越小越好；而从夹紧力功能来看，接触面需要越大越好，可以用最小的单位面积压力来获得最大的摩擦力。在精密加工中，是由夹紧机构和夹紧力大小的确定，都是以小的切削力为前提。因此要仔细的分析零件的定位与夹紧机构，以及刀具对零件的施力情况，预算引起变形力的部位大小和作用方向。如果径向上不受力是薄壁环形工件的最好加工状态。在薄壁套筒件的加工中，夹紧点和变形量的关系，根据西德福尔卡特国际夹具技术公司关于夹紧点和变形量

的测试表明；在同一夹紧条件下，如以3点夹紧的零件变形量为1，则均匀6点夹紧产生的变形量仅为3 点的1/16。而12点的夹紧变形量几乎为0，可见均匀多点夹紧会大大减小零件的夹紧变形，即增加卡爪与零件的接触面积是减小夹紧变形量的重要方法。这也是软爪卡盘和开缝套筒常用于薄壁套筒件加工的原因。

三、加工工艺的要求

1、粗加工、精加工分开

对于薄壁类零件，应该将各加工阶段分开进行。粗、精加工分开，可以避免粗加工引起的夹紧力的弹性变形和切削热变形，消除由粗加工所造成的内应力、切削力、切削热、夹紧力对加工精度的影响，保持零件的精度。另外，粗、精加工分开，机床设备也可得到合理的使用，即粗加工机床可以充分发挥其效率，精加工机床可长期保持机床的精度和维持使用寿命。

2、粗、精加工之间增加去应力工序

在薄壁类零件加工过程中，由于工件各部分热胀冷缩不均匀或金相组织变化，使毛坯内部产生了相当大的内应力。毛坯的结构越复杂，各部分壁厚越不均匀，散热条件差别越大，毛坯内部产生的内应力也越大。具有内应力的毛坯在短时间内还看不出有什么变化，内应力暂时处于相对平衡的状态，但当切除一层金属后，就打破了这种平衡，内应力重新分布，工件就会出现明显的变形。所以，在粗、精加工之间，最好增加去应力工序，以消除工件的内应力。

3、控制淬火介质防止零件热处理变形

淬火是使零件强化最重要的工序之一，工件在淬火之前外形尺寸和几何精度均以基本达到，即使留有磨削加工余量已很少，因此淬火不仅要保证良好的组织与性能，而且还要保持其尺寸精度，通过控制淬火介质改变冷却特性。总之,对于小尺寸零件,薄壁零件和淬透性好的零件而言，冷却速度特别是沸腾期的冷却速度至关重要，要求提高对流开始温度，使淬火介质更适合于薄壁类零件的淬火,从而有效控制热处理变形,提高热处理质量。

切削用量、切削液

1、切削用量的要求

背吃刀量，进给量，切削速度是切削用量的三个要素。在大量试验后我们证明：背吃刀量和进给量同时增大，切削力也增大，变形也大，对车削薄壁零件极为不利。在加工精度要求较高的薄壁零件时，一般采取对称加工，使相对的两面产生的应力均衡，达到一个稳定状态，加工后工件平整。当某一工序的背吃刀量大时，应力将会失去平衡，工件就会产生变形。

2、切削液的要求

合理选用切削液，能减少切削过程中的摩擦，改善散热条件，从而减小了切削力、切削功率、切削温度，减轻刀具磨损，提高已加工表面质量。粗加工切削量大，产生大量切削热，刀具易磨损，尤其是高速钢，应选用冷却为主的切削液，如乳化液或水溶液。而硬质合金刀具可以不用切削液，如要用则必须连续、充分地浇注，以免产生裂纹。精加工切削液主要是润滑，以提高工件表面精度和

表面粗糙度，以采用极压切削油或离子型切削液。

五、使用先进的加工方法

1.线切割加工。数控加工线切割机床解决了传统加工难以解决的难题，它不受材料硬度、热处理状况的影响，尤其是在锐角、小r及锥度切割的产品加工过程中更具优势。如包装机烟库某薄壁零件，该零件的内表面和外表面的锥度方向一致，如采用固定锥度，不能一次将轮廊全部加工出来，若采用上下异形的变锥度法进行编程，产生的程序量很大，为此结合固定锥度的编程方法，将内表面和外表面采用锥度换向的方法在一个程序中同时完成内外表面的

加工，在保证了产品质量的同时提高了加工的效率。

2.高速加工。高速加工技术是近年发展起来的高效、优质、低耗的制造技术。在高速切削加工中，由于毛坯材料的余量还来不及充分变形就在瞬间被切离工件，工件表面的残余应力非常小，切削过程中产生的绝大多数热量被切削迅速带走，从而减小薄壁零件的热变形，达到表面加工质量。

六、结束语

目前所用的高精度、薄壁腔体类零件，品种多、批量小，且零件结构不断变化，但基本形成了高速切削加工优化工艺流程。同时，根据零件的具体结构，采取不同的工艺措施及手段，如工序安排、走刀路线、切削参数优化、装夹方式等，基本上可以满足现有同类零件的设计制造需求。