一种薄壁零件的制造工艺技术

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1、一种薄壁零件的制造工艺技术张冲殷东平中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230031摘要：高精度、薄壁腔体类零件在电子行业的应用越来越广泛，其加工制造一直存在变形不易控制、加工周期长、加工成本高等难点。本文针对一种典型的高精度、薄壁腔体类零件，介绍了一种优化的加工工艺技术，应用该技术可以实现该类零件的高效加工，保证加工质量，缩短加工周期，降低加工成本。关键词：薄壁零件；高速加工；铝合金ManufacturingTechnicsofThin-wallPartsZhangChong,YinDong-ping（NO.38ResearchInstitute

2、ofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation,Hefei230031,China）Abstract:Highprecisionandthin-wallpartsareusedmoreandmorewidelyinelectronicindustry,therearesomedifficultiestomachiningthesepartssuchaslongprocessingcycleandhighprocessingcost.Inallusiontoatypicalhighprecisionandthin-w

3、allparts,thispaperintroducedaoptimizationtechnics.Byapplyingthetechnicswecanachievehighperformancemachining,insuremachiningquality,shortenmachiningcycleandreducemachiningcostforthin-wallparts.Keywords:Thin-wallParts,HighSpeedMachining,Aluminumalloy高精度、薄壁腔体类零件在军事电子行业的应用越来越广泛，该类零件一般

4、由铝板整体加工而成，材料去除率最达90%以上。同时，该类零件的一个显著生产特点是品种多、批量小，甚至是单件生产。这种结构特点和生产模式决定了其制造技术一直处于不成熟状态，加工制造一直存在加工周期长、加工成本高、加工精度不易控制等难点。高精度、薄壁腔体类零件金属切除量大、工件壁薄、刚性低，加工中需要解决的主要问题是控制和减小变形，在此基础上，希望尽可能提高切削效率、缩短加工周期。需要从工件装夹、工序安排、走刀路线、切削用量参数、刀具选用等多方面进行优化。1.工艺性分析某产品平板裂缝天线辐射腔体（见图1），截面尺寸295mm×396mm,厚9mm，腔深8mm，

5、腔体底部、腔体中间纵向和横向隔栅厚度均为1mm，所有圆角均为R0.5。内腔形状和位置尺寸精度±0.03mm，由铝板整体加工而成。该辐射腔体为典型的高精度、薄壁、腔体类零件，具有薄壁、高精度、低刚性特点。加工中需要解决的主要问题是控制和减小变形。影响和造成工件加工变形的主要因素是毛坯内的残余应力、切削力和切削热产生的应力以及工件装夹产生的应力和变形等。由于薄壁零件本身的刚性较差，加工后残余的各种应力更易于使工件产生变形，同时“机床-工件”系统刚性较差易于产生颤振，影响工件表面质量。此外由于辐射腔底板密布耦合缝，不能采用常用的真空吸附装夹方式，装夹方式的选择十

6、分重要和关键。基金项目：总装先进制造技术预研课题（项目编号：413181501<1>）作者简介：张冲（1973-），男，毕业于合肥工业大学，工程师，主要从雷达产品工艺技术研究工作。4图1薄壁腔体零件及局部放大图在传统工艺中，为了减小和消除各种应力对工件变形的影响，保证加工精度，增加了多道热处理工序消除加工应力，这使得加工周期较长、加工成本较高。采取何种工艺措施和手段，控制和减小工件变形，以缩短加工周期、降低加工成本、保证加工质量，成为优化传统加工工艺的重点和关键。2.制造工艺技术2.1工艺流程设计针对图1所示辐射腔体制造工艺性，我们设计了优化的加工工艺流程

7、（见图2），与传统工艺流程相比（图3），优化后的工艺流程去除了粗加工、半精加工和一道热处理工序，避免了多次的装夹，程序设计和工装设计，可大大的缩短加工周期，提高加工效率，降低加工成本。采用图2所示优化工艺流程，加工周期可缩短50%以上。高速铣耦合缝辐射腔备料铣热处理检验钳工图2优化加工工艺铣粗加工热处理备料半精加工热处理精加工检验图3传统加工工艺在图2和图3所示工艺中，铣削工序为加工毛坯六个面，为数控加工提供初始的工艺基准，热处理工序以去除毛坯内的残余应力和加工应力为主要目的。针对图2优化加工工艺流程，普通铣工序中，采用真空吸附装夹方式，加工毛坯六个面，在

8、四周预留6mm余量，作为工艺压边。并对上下两个大面的平面度提出了较