薄壁零件的机械加工工艺探索

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1、薄壁零件的机械加工工艺探索摘要：随着时代的进步与发展，薄壁零件因其较为节约材料和较轻的质量，已经逐渐被各个工业生产企业所广泛应用。但薄壁零件的刚度较低，在加工过程中很容易发生形变，尤其是当对零件的各方面精度要求较高时，装夹力、道具和切削量中只要有一者的选择稍微失当，就会造成工件振颤，从而降低加工零件的精度，使最终成品不能满足加工要求[1]。针对这种情况，本文对薄壁零件的机械加工工艺进行了一些探索，希望可以对薄壁零件机械加工工艺水平的提高起到一定的帮助。中国4/vie　　关键词：薄壁零件；机械加工工艺；探索　　中图分类号：T

2、H162文献标识码：A：1673-1069（2017）02-180-2　　0引言　　如今，薄壁零件的加工问题已经逐渐引起了相关领域的重视。薄壁零件的刚度、强度都较低，很容易在加工的过程中产生形变，从而产生质量问题。薄壁零件主要是指薄壁非管件，其含有盘类、套类以及其他不规则种类的薄壁零件，其造价较低、结构简单，为广大使用者所青睐[2]。但其又十分脆弱，在加工中，只要装夹力、道具以及切削量等其中的一环存在问题，就会对其精确度造成较大的影响。因此，如何有效提高薄壁零件加工过程中的精度是当前工业相关领域亟需解决的问题。　　1对薄壁

3、零件机械加工精度造成影响的因素　　所谓的机械加工精度，就是指设计中理想状态下加工后零件所具备的几何参数（主要是指尺寸与形状等）与实际加工出来零件所具有几何参数的误差大小。　　在机械加工中，零件加工精度主要由加工零件与道具在加工过程中的位置关系来决定。在加工的过程中，加工系统可能会出现各种类型的误差，从而对薄壁零件的加工精度造成影响，具体来说主要有以下几个方面的因素：　　①机床的几何精度与刚性；　　②刀具的品质好坏；　　③夹具体的几何结构与受力和对零件的装夹方式；　　④刀具的受力与形变：　　⑤零件的形变；　　⑥切削液的种类。

4、　　在具体的加工过程中，导致薄壁零件产生形变的主要原因有以下几点：　　①焊接造成的影响。薄壁零件很大一部分都是钢板焊接件，还有一部分铝质零件，在焊接过程中，很可能存在没有完全消除焊接应力的情况，导致在后续的程序中这些应力得到释放，从而造成零件的形变。　　②装夹造成的变形。在对薄壁零件进行机械加工的过程中，存有多道加工程序，而在每一道程序进行时都会对零件进行装夹，若是装夹方式不合理，从而对零件产生计划之外的应力，就会使零件发生形变。装夹方式不合理导致的零件形变是薄壁零件产生形变的主要影响因素。　　③刀具加工造成的形变。在机械

5、加工的过程中，刀具对零件进行切割时会产生应力，若是应力超出允许范围，则会使零件产生形变，对零件的力学性能造成影响。　　④其他因素造成的变形。在薄壁零件生产出来之后，许多单位要对其进行出厂前测试，这种压力测试也是导致其产生形变的原因之一。　　2保证薄壁零件机械加工精度的措施　　2.1对薄壁零件的刚度进行提升　　在对薄壁零件进行机械加工时，对零件与工件的刚度进行提升是极为重要的。提高加工件与机械之间的接触刚度，比如增大二者之间的接触面积，可以有效减少加工时零件的形变；也可以对薄壁零件的工艺刚度进行提升，比如在零件之间预加载荷，

6、从而对配合间隙与局部产生的预变形加以消除[3]。此外还可以利用弹性模量较大的材料来对接触面的硬度进行提升，从而使加工件的工艺刚度得到有效提高。　　2.2设计科学合理的加工夹具和装夹方法　　图1为套类的薄壁零件，其结构相对简单，内外圆直径的差别非常小，因此其强度很低，若是装夹时对其造成的装夹力过大，则会导致其形变的产生，从而使最终成品存在误差；而若是对其装夹过松，则会导致切削过程中因其自身的松动而报废。所以说，我们可以在对零件进行粗加工时装夹得紧一些，在精加工时对其装夹力度稍小一些，从而最大程度上减小其形变程度。此外，还可以

7、采用更合适的夹具来对零件进行装夹，增大夹具与加工件之间的受力面积，从而减小零件的形变程度，比如可以使用开缝套筒或者扇形软卡抓来对零件进行装夹，其对零件造成的影响较小。我们也可以对装夹力的作用点进行转移，比如图1中的薄壁零件可以用图2中的夹具来进行加工。其具体原理就是将径向装夹改为轴向装夹后，轴向装夹的应力更小，零件产生的形变也就越小，对零件的加工极为有利。　　2.3减少切削热对加工精度造成的影响　　在对薄壁零件进行机械加工时，道具与零件接触会产生大量的摩擦热，温度急剧上升会使零件产生热形变，从而对零件的最终品质造成影响。　

8、　切削热可以用下面的公式来表示：　　Q=Q变+Q摩=Q屑+Q工+Q具+Q介　　其中，Q是切削过程所造成的总热量；　　Q变是切削时产生形变的功所产生的热量；　　Q摩是摩擦产生的热量；　　Q屑、Q工、Q具、Q介则分别为切屑、工件、刀具和介质所产生的热量，其中刀具所产生的热量最多，约占总热量的五成到八成。