薄壁零件的机械加工工艺分析
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作者:张泽贤 肖雨 韩文仲 周远
摘 要：零件加工中，作业人员要先了解薄壁零件的功能及工艺特点，根据实际情况进行机械加工，在粗加工和成型精加工等环节，从薄壁零件的特性出发，通过采取有效的加工工艺，保证薄壁零件的加工质量，更重要的是促进薄壁零件加工水平再次提升。本文以零件加工为探讨话题，重点介绍薄壁零件的机械加工过程及工艺技术，由此增强作业人员的安全意识和专业技能。
关键词：薄壁零件 机械加工 影响因素 加工工艺
中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（c）-0118-02
现如今薄壁零件已经引起了机械加工行业的密切关注，加强加工工艺创新，改进机械加工方式，同时加强对加工过程的高度关注，运用完善的管理制度，严格要求作业人员，并对加工过程提出严格的技术规定，便于提高作业人员的专业技术[1]。分析机械加工质量的影响因素，根据薄壁零件的尺寸和形状，有效控制误差，根据加工零件与道具在加工环节的位置关系来判定零件加工精度，在此基础上，不仅确保零件加工精度，还更好的保护了零件的几何精度与刚性。
1 薄壁零件加工质量的影响因素
机械加工精度指的是在理想状态下，零件机械加工的尺寸和形状与设定要求之间的误差大小。由于加工刀具不同，导致零件加工精度不同，因此在加工的整个过程中，需要对各种类型的零件的尺寸进行准确把握，避免出现较大的加工误差，有效减少加工工艺对薄壁零件质量的影响[2]。影响零件加工精度的主要因素有：机床几何精度和刚性、刀具形状及变形特性、零件形状，实践得知，目前在薄壁零件加工中出现的形变情况其主要原因体现在这些方面：焊接工艺的影响：当前大部分的零件都是采用钢板焊接方法，有一部分铝质零件在加工过程中，由于焊接应力未及时消除，后续生产中这些应力被释放出来，最终导致零件发生形状变化。由于装夹过程出现失误导致零件变形，因为加工环节需要对每个零件进行装夹操作，但是部分人员在此环节未采用合适的装夹工艺，造成零件形变[3]。
2 薄壁零件的加工特色
薄壁零件在加工环节的工艺特点是特殊的，实际加工中，需要高度重视加工过程，拿铝制材料来说，这种材料自身的韧性、可塑性、粘附性都很强，无法对其进行分离切削，由于加工过程中，刀瘤的出现影响到后续工作的顺利开展[4]。部分铝合金薄壁零件的刚性比较差，所以在使用过程中，需要严格控制其加工工艺，密切关注薄壁零件的机械加工过程，利用有效的加工技术及刀具实现有效切削，避免材料发生塑性变形，这样可更好的满足生产需求。
3 薄壁零件的机械加工过程及主要工艺
3.1 机械加工前的准备工作
了解待加工材料的几何特性，明确待加工材料的属性对加工精度的影响程度，以提高加工精度为主，了解毛坯初始残余应力与截面尺寸和形变之间的关系，根据加工过程薄壁零件内部残余应力的变化，了解变形程度及影响范围，便于提高安全意识[5]。切削工艺和刀具的选择时加工精度的主要影响条件之一，为了防止薄壁零件发生形变，提前了解待加工材料的可塑性，便于有效控制加工环节热应力与加工切削抗力的共同作用。装夹是加工工艺的准备工作，需要提前做好加工前的技术准备，如果装夹力过大，薄壁零件在加工过程中因为挤压而变形，不仅造成工位移动，还导致机械加工的质量不符合规定。
3.2 加工环节掌握材料特性
根据机械加工的需求，开展机械加工活动之前，作业人员根据材料特点保证后续工作可以顺利进行[6]。以铝合金材料为主，及时选择合适的加工工艺和加工设备，预测加工环节可能出现的意外情况，加强安全隐患排查，提高作业人员的安全意识。如果刀具不合适则会对材料造成损伤，因此要关注这点，及时确定加工基准，关注加工环节的热变形情况，认真处理好基准，保证材料表面具有一定的光洁性和平整度。对于基准面的凸起部位，如：毛刺、飞边等现象，认真将其清理干净，装夹好，在整个加工过程中，保证薄壁零件的稳定性。
3.3 加工过程中切削刀具的选择
合理选择刀具，根据刀具的几何形状、切削用量等特点，合理安排加工任务，关注加工环节的径向切削力，关注薄壁零件的形变情况。根据刀具的形状和切削形变等特点确定刀具前角大小，一旦切削前角过大，切削环节的摩擦力会变小，因此要合理选择刀具前角的大小。切削用量直接影响切削力，在进行粗加工时，严格控制进给量，采用质量较高的切削工艺，关注薄壁零件的变形情况，有效监控机械加工过程。根据薄壁零件的形变量，及时优化机械加工方案，充分意识到润滑作用，比如在切削环节，作业人员根据实际情况，依次对加工零件表面的摩擦力进行削减，采用这种工艺减少切削过程对零件表面的损伤，由此提高薄壁零件的加工性能。了解切削过程的汽化现象，保证薄壁零件与刀具的良好接触，及时了解切削环节薄壁零件与刀具上的部分热量，关注能量损失程度，便于提升刀具切削的准确性和薄壁零件的加工质量。
3.4 粗加工的注意事项
粗加工过程中，作业人员关注铝合金材料的特性，根据铝合金材料的尺寸和粗糙程度进行有效加工，在机械加工的环节，先了解薄壁零件的形状，提前将其工余量消除。明确机械加工原理，材料在加工环节会出现不同的摩擦，由此产生材料错位、零件变形等情况，一旦出现这种情况，就要采取有效方式及时改变零件的预定尺寸，确保薄壁零件的实际尺寸精度。对于形状特殊的薄壁零件，先进行粗加工，冷却处理中，密切关注工作热量对机械加工质量造成的影响，关注零件结构的变化，对零件内部残余的应力采取降温退火法处理[7]。采用降温退火方式保持零件内应力，便于将零件内部的应力进行重新分配，最大限度避免薄壁零件在加工环节发生形变。
3.5 合理选择夹紧方式
零件加工之前先确定薄壁零件的基准面，粗加工之后，薄壁零件存在波两面和鼓型面这两种类型，为了能够更好的满足薄壁零件对机械加工标准的需求，及时做好支撑。在零件底部增加可调节式螺杆，运用螺杆将零件夹紧，保持很好的夹紧力，确保夹紧力度的均衡性，依据设定工作要求，有效防止薄壁零件在加工环节的变形情况，由此提高机械加工质量，保证薄壁零件可正常投入使用。
4 结语
本文主要讲述了薄壁零件的加工工艺，首先介绍机械加工精度的影响因素：待加工材料的尺寸、刀具形状、装夹力、焊接应力等，实际加工过程中，根据实际情况及时调整机械加工方案，明确薄壁零件的加工特色。明确待加工材料的属性对加工精度的影响程度，根据待加工材料的属性，合理选择装夹方式，认真做好加工前的准备工作，采用质量较高的切削工艺，关注加工环节的径向切削力，保证薄壁零件与刀具的良好接触，关注零件结构的变化，及时处理好零件内部残余的应力，由此增强薄壁零件加工精度。
参考文献
[1] 李文超.薄壁零件的机械加工工艺[J].现代盐化工， 2018，180（2）：8-9.
[2] 孙雷.薄壁零件的机械加工工艺探索[J].中国科技投资，2017（2）：23.
[3] 许小娟.基于铝合金薄壁零件的机械加工工艺分析[J]. 科技展望，2016，26（8）：21.
[4] 金龍.铝合金薄壁零件机械加工工艺的优化[J].经济技术协作信息，2015（26）：74.
[5] 朱兴伟.铝合金薄壁零件的机械加工工艺技术研究[J].中国设备工程，2017（23）：152-153.
[6] 刘从华，张宁.薄壁零件机加工工艺及方法研究[J]. 装备制造技术，2017（9）：223-225.
[7] 李洋.薄壁零件的加工振动分析与加工工艺优化对策[J].企业技术开发，2016，35（7）：10-11.
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