紀(jì)微微　李鑫

摘 要：文章主要針對(duì)當(dāng)前薄壁零件的加工方式進(jìn)行了介紹，并敘述了當(dāng)前影響薄壁零件的加工質(zhì)量因素，同時(shí)借鑒國(guó)際先進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，指出我國(guó)薄壁零件該如何提高自身技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：薄壁零件；加工質(zhì)量；工藝

1 傳統(tǒng)工藝

薄壁零件在加工上相對(duì)比其他的零件要困難，因而其生產(chǎn)工藝的發(fā)展受到了限制，但是經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的研究努力，想要提高薄壁零件的精度還是有可能的。針對(duì)一些精度要求高的零件，傳統(tǒng)的制作方式主要采用車(chē)銑刨磨四種加工方式，雖然生產(chǎn)效率并不能達(dá)到最佳狀態(tài)，但是仍舊為各行各業(yè)的零件生產(chǎn)源源不斷的提供零件。一直以來(lái)對(duì)影響薄壁零件加工精度的因素進(jìn)行很多的分析，不斷有工藝措施得到了實(shí)施和完善，從而確保了零件的加工質(zhì)量。

1.1 精度的影響因素

工件的加工精度主要指零件的實(shí)際形狀、尺寸以及表面位置等參數(shù)是否同實(shí)際設(shè)計(jì)的參數(shù)要求相一致。其中會(huì)對(duì)加工精度有所影響的條件有：毛坯的剛性；半成品或者毛坯在形狀上存在問(wèn)題；切削力作用影響；加工設(shè)備剛性差；加工過(guò)程中受到熱能影響，使得零件出現(xiàn)了形位誤差；切削振動(dòng)；加工后零件中的殘余應(yīng)力；由于零件中存有殘余應(yīng)力，因而在進(jìn)行運(yùn)送、存儲(chǔ)以及裝配和調(diào)試時(shí)受到外界環(huán)境影響而發(fā)生形變。

1.2 工藝控制

1.2.1 工藝路線(xiàn)的選擇

在薄壁零件的加工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)對(duì)工藝進(jìn)行分析，并針對(duì)加工過(guò)程中薄壁零件的變形規(guī)律進(jìn)行研究，從這兩方面進(jìn)行切入，著重對(duì)加工過(guò)程中如何保證工件質(zhì)量防止變形展開(kāi)分析，確保零件的加工質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。主要的加工階段包括以下幾步：首先準(zhǔn)備毛坯，其次進(jìn)入粗加工階段，最后進(jìn)行進(jìn)一步的精加工。而在粗加工和精加工之間可以通過(guò)適當(dāng)?shù)陌刖庸?duì)工件進(jìn)行處理，主要目的是為了消除加工過(guò)程中所產(chǎn)生的切削力以及夾緊應(yīng)力，適當(dāng)?shù)陌刖庸ひ材軌蛴行砑幼陨淼臍堄鄳?yīng)力。通過(guò)中處理方式不但可以暴增零件的精度，另一方面也可以保證零件在進(jìn)行裝配和調(diào)試過(guò)程中可以保證穩(wěn)定性。合理的工藝路線(xiàn)在薄壁零件建工中具有重要的價(jià)值，通過(guò)對(duì)加工方法以及流程合理科學(xué)的改進(jìn)能夠進(jìn)一步提高工件質(zhì)量。

1.2.2 提升剛度

薄壁零件由于其自身的材料以及工藝要求，就決定了其自身的剛度會(huì)相對(duì)較差，因此通過(guò)對(duì)薄壁零件剛度繼續(xù)提高可以有效的消除加工過(guò)程中由于加工動(dòng)作對(duì)工件精度的影響，同時(shí)也可以消除加工振動(dòng)，這是提高工件質(zhì)量以及精度標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。從一般角度進(jìn)行分析，零件在完成設(shè)計(jì)后，剛度不會(huì)再發(fā)生改變，除非遇到特殊處理嗎，因而在結(jié)構(gòu)剛度提升方面具有一定的困難。通過(guò)對(duì)薄壁零件進(jìn)行位置確定，對(duì)夾緊方式進(jìn)行確定，并對(duì)切削用量以及切削方法進(jìn)行控制，從而提升零件剛度。最后，適當(dāng)?shù)脑黾庸ぜ谋诤窨梢杂行г黾觿偠取Ｋ栽诩庸み^(guò)程中可以通過(guò)澆灌以及膠粘的方式增加零件的剛性以及對(duì)零件進(jìn)行加固。

1.2.3 適當(dāng)?shù)难b夾

對(duì)零件進(jìn)行裝夾可以從夾緊和定位兩方面進(jìn)行分析。定位使得零件穩(wěn)定的處在某一個(gè)狀態(tài)，通過(guò)三點(diǎn)定位的方式將零件固定在某一平面中。夾緊力一般都作用在定位點(diǎn)上，因而要求零件在這一點(diǎn)具有適當(dāng)?shù)膭傂院蛷?qiáng)度。定位點(diǎn)越小，在加工過(guò)程中，零件的精度就越高，但是考慮到夾緊力問(wèn)題，則接觸面越大越有利。如何才能夠既獲得最大摩擦力又能夠減少接觸面積，是裝夾環(huán)節(jié)的技術(shù)重點(diǎn)。零件的精密加工過(guò)程中，夾緊機(jī)構(gòu)可以對(duì)夾緊力進(jìn)行調(diào)整，確保切削力可以最小。所以影響對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)以及刀具的施力情況進(jìn)行分析，對(duì)變形力大小和作用力的方向進(jìn)行預(yù)估。

1.2.4 切削力要適中

刀具在切削過(guò)程中會(huì)受到外界的作用力，即切削力，這種切削力往往并非是由一個(gè)力構(gòu)成，而是由多個(gè)分力共同構(gòu)成的空間合力，而在零件加工的過(guò)程中，切削力是造成零件變形以及工件振動(dòng)的主要因素。切削力大小會(huì)受到以下因素的影響：刀具形狀、工件硬度以及切削用量和切削過(guò)程中所使用的冷卻潤(rùn)滑液。

2 數(shù)控補(bǔ)償加工

在目前加工系統(tǒng)中，典型的數(shù)控加工過(guò)程分為3個(gè)階段：（1）離線(xiàn)零件編程（加工前）：（2）在線(xiàn)加工和監(jiān)控（加工中）：（3）檢驗(yàn)處理（加工后）。解決復(fù)雜薄壁零件高效精密數(shù)控加工關(guān)鍵技術(shù)主要涉及以下2個(gè)方面：一是五坐標(biāo)NC編程與防干涉技術(shù)。包括通道分析、通道加工對(duì)接域確定、最佳刀軸矢量確定、刀軸矢量光順以及刀位軌跡生成和驗(yàn)證等。二是切削過(guò)程物理仿真與變形誤差補(bǔ)償技術(shù)。包括高速切削機(jī)理研究、切削力建模、殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)以及切削路徑和參數(shù)優(yōu)化等。

3 振動(dòng)切削加工

振動(dòng)切削是一種新型的非傳統(tǒng)加工的特種切削加工方法，按振動(dòng)頻率可分為低頻振動(dòng)切削（20～150Hz）和超聲振動(dòng)切削（15～35kHz）。它是給刀具（或工件）以適當(dāng)?shù)姆较?、一定的頻率和振幅的振動(dòng)，以改善其切削功效的脈沖切削方法。另外，與傳統(tǒng)切削相比，超聲振動(dòng)切削的小切削力、低切削溫度更適用于薄壁零件的精密加工，能有效地提高薄壁工件的加工精度和表面質(zhì)量。

4 高速切削加工

對(duì)于不同的工件材料，存在一個(gè)切削速度范圍，在這個(gè)范圍中，由于切削溫度過(guò)高，刀具材料無(wú)法承受而不能進(jìn)行加工，故該速度區(qū)域被稱(chēng)為“死區(qū)”。當(dāng)切削速度超過(guò)“死區(qū)”以后，隨著切削速度的增大切削力會(huì)下降，切削溫度也會(huì)降低。近20年來(lái)由于工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的大量投入，高速切削加工技術(shù)及裝備均取得了突破性進(jìn)展。目前高速切削技術(shù)已在航空航天、汽車(chē)工業(yè)、模具加工等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)在零件加工行業(yè)大多還是沿用傳統(tǒng)的加工方式，雖然也引進(jìn)了世界先進(jìn)的加工方法，例如超聲振動(dòng)切削以及高速切削，但是由于研究時(shí)間較短，因而技術(shù)水平相對(duì)較低，尤其在薄壁零件領(lǐng)域技術(shù)仍舊落后，正是由于對(duì)加工機(jī)理的研究較少，因而高速切削技術(shù)的發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短。所以，我們應(yīng)當(dāng)積極的探討世界零件加工行業(yè)先進(jìn)的成型工藝以及加工技術(shù)，這對(duì)于我國(guó)薄壁零件的加工水平的提高有著促進(jìn)作用，同時(shí)能夠大大縮短我國(guó)的加工行業(yè)同國(guó)際水平之間的差距，具有重要的價(jià)值和意義。

參考文獻(xiàn)

[1]徐可偉，陳斌，朱訓(xùn)生，等.薄壁零件的超聲振動(dòng)精密切削研究[J].航空精密制造技術(shù)，2001（04）.

[2]孔金星.低剛度薄壁零件的精密加工[J].工具技術(shù)，2003（12）.

[3]徐可偉，陳斌，朱訓(xùn)生，等.薄壁零件的超聲振動(dòng)精密切削研究[J].航空精密制造技術(shù)，2001（04）.