薄壁零件数控车工加工工艺的分析

薄壁零件数控车工加工工艺的分析

阮江鸿

成都四威高科技产业园有限公司  610097

摘要：薄壁零件是较为常见的一种零件种类，特点主要以壁厚较薄、加工中易变形等为体现，故想要进一步确保薄壁零件质量，合理控制数控车工加工工艺就显得尤为重要，也是促进其精度提高的关键。本文主要围绕薄壁零件数控车工加工工艺进行了探讨、分析，以供参考。

关键词：薄壁零件；数控车工；加工工艺

针对薄壁零件而言，其优点较多，包含了重量轻、节约材料等，故被广泛的应用到了各行业中。但值得注意的是，此类零件也存在刚性差、强度弱等缺陷，故机械加工中变形的可能性就较高，无法确保其加工精度。因此，就需进一步分析影响其加工精度的因素，并制定相应的对策，旨在最大化满足加工要求，从根本上确保其质量。

1、薄壁零件加工精度的影响因素分析

1.1薄壁零件本身因素

通过分析发现，薄壁零件本身的材质及结构会影响加工结构，如若零件材质及其结构的不太理想，进而就会产生负面影响。基于薄壁零件材质的前提下来说，其与零件的性能有着直接的关联，包括刚度、抗性等，如若材质质量较差，零件性能也就较差，无法承受数控车工加工工艺的切削力、切削热，最终引发变形问题。而从结构层面来说，其与零件力学表现有着直接的关联，如若结构不合理，加工期间则极易发生材料断裂等情况，影响精度控制。

1.2加工刀具产生的影响

在实际的加工中，刀具的主偏角与径向的切削力、零件的分配角度有着直接的关联，如若刀具的刚性无法满足相关标准，就会引发零件表面粗糙不均匀情况的发生。另外，如若加工人员未严格遵守相关规范要求落实刀具的合理选择，造成切削力大小与加工要求不相符的情况，则会直接影响加工的精度，这也是引发变形问题的关键因素。基于加工变形的前提下来说，切削量也是关键因素之一，特别是精车时受车削量过大的影响，其方向逆转进而就会引发堵塞问题，最终造成零件变形，或是表面尺寸偏差。

1.3装夹变形

一方面，装夹点位置不合理。在装夹的过程中，为避免对零件加工造成影响，往往就会使用夹具将薄壁零件加工面以外的部分夹紧，但考虑到薄壁零件的一体性，如若装夹点和加工面距离较远，则会造成部分非加工面进入加工范围内，两面的同时受力，就会导致变形问题的发生，主要以加工面增大等为体现，故装夹时落实装夹点位置的明确就显得尤为重要。另一方面，夹具和工件接触面积过小。基于力学的前提下来说，夹具和工件接触面积的大小与夹具稳固力有着直接的关联，但在薄壁零件的加工中，往往会因一些不规范的操作而使用面积较小的夹具落实装夹，当夹具和工件接触面过小，稳固力就会随之下降，加工时极易发生晃动、位移等现象，加之切削所产生的较大振动力，就会直接造成零件切口偏移[1]。

1.4热处理后的应力变形

在薄壁零件数控车工加工过程中，对于一些难加工的材料一般需实施热处理工艺，旨在软化零件，之后采取相应的方法实施加工。基于理论的角度来说，热处理零件在冷却后就可完成加工，但热处理会对零件原有的内应力结构造成一定的破坏，这也就改变了原有应力平衡，冷却时零件自身为躁动新的平衡就会不断发生变化，如若未展开有效的控制，则会引发零件应力变形。

2、薄壁零件加工精度影响因素的应对策略

2.1零件本身因素的应对策略

在加工前，需对薄壁零件的材质及结构参数进行明确，经精密测量以为结果的准确性提供保障，并结合测量结构实现对加工中切削力、切削热标准的计算，其目的可规避材质、结构性能表现低于切削力等情况的发生。但值得注意的是，如若遇到特殊情况，则应采取其它工艺完成加工处理[2]。另外，在设计零件的过程中，需将加工难易度纳入重点考虑范围内，尽量避免材质、结构不匹配问题的发生，这也是进一步控制切削力及切削热的有效途径。

2.2合理的选择刀具

在实际的加工中，需有效确保刀具选择的合理性，一般可应用90°的硬质合金车刀，主要适用于粗车及精车，如若为螺纹车削，则可应用机夹刀，这主要是考虑到机夹刀具备较高的精度，当刀尖发生损坏更换后即可继续使用。另外，对于内孔加工工艺，可选择机夹镗刀，此刀具的特点主要以刚性、韧性为体现，无需刃磨，可防止加工期间发生振动变形问题[3]。

2.3装夹变形方面的应对

一方面，需明确装夹点位置。在对装夹点进行选择时，需对加工面的准确面积进行明确，结合面积边缘，落实装夹点的选择。同时，还需将装夹点位置的误差控制在允许范围内，即其和加工面间的距离需在1cm范围内，必要情况下可结合实际情况适当的展开调整；明确装夹点位置后，还需将支撑点设置在装夹点的下方，旨在促进零件稳固性的提高，这也是避免上下位移问题发生的关键。另一方面，对于夹具和工件接触面积较小的应对。一般而言，为进一步促进夹具和工件接触面积较小情况的改善，在对夹具进行选择时，就需基于零件规模、加工面面积的前提下实现夹具规格的选择，对于最大化规模夹具和零件规模及加工面积无法匹配的情况，就可采取多夹具的方式。值得注意的是，随着夹具面积的增大，轴向夹紧力也需随之增加，以避免工件未夹紧情况的发生

[4]。

2.4热处理后应力变形的应对

基于热处理后应力变形的前提下来说，就需进一步规范热处理工艺，即加热处理期间对于需校直的工件，需将其相叠，通过对压平装置的合理应用达到校直的目的，之后予以热处理。在此过程中，需将热处理稳定控制在合理范围内，充分考虑工件材料，旨在促进工件内部应力稳定性的提高，且在遏制变形影响方面也起着积极的意义；对于铸件工艺，要基于时效处理的前提下，实现内部残余应力的降低，变形后再予以加工处理。

3、结语

综上，针对薄壁零件而言，其数控车工加工中极易受到各种因素的影响，进而引发变形等问题，导致质量不达标。因此，就需重视对各影响因素的分析，结合分析结果有针对性的制定应对措施，旨在从根本上消除或减少影响因素，最大化满足加工精度要求。

参考文献

[1]王心怡.分析薄壁零件数控加工工艺质量改进方法[J].内燃机与配件,2018(20):134-135.

[2]杜金欣.略论薄壁零件数控车工加工工艺[J].科学大众(科学教育),2019(5):130+98.

[3]李盼.薄壁零件数控加工工艺质量改进分析[J].电子测试,2019(24):229-230.

[4]杜金欣.略论薄壁零件数控车工加工工艺[J].科学大众(科学教育),2019(05):130+98.