王作鵬

摘 要： 數(shù)控加工薄壁零件過程中，會有很多因素對其工藝質(zhì)量造成影響，為了將數(shù)控加工薄壁零件的工藝質(zhì)量加以優(yōu)化，應(yīng)該準(zhǔn)確掌握影響數(shù)控加工的各項(xiàng)因素，以此提出工藝質(zhì)量改進(jìn)的方法，提高數(shù)控加工薄壁零件的工藝水平，推動數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。本文首先分?jǐn)?shù)控加工薄壁零件的工藝和其使用的工具，主要提出對已加工工藝質(zhì)量造成影響的因素，并根據(jù)這些因素提出改進(jìn)加工工藝質(zhì)量的方法，以供參考。

關(guān)鍵詞： 薄壁零件;數(shù)控加工;工藝質(zhì)量;改進(jìn)方法

【中圖分類號】TG659? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A? ? ?【文章編號】1674-3733（2020）19-0165-02

目前我國科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展速度加快，制造工藝不斷升級和優(yōu)化，種類越來越豐富，尤其是制造加工行業(yè)中應(yīng)用的數(shù)控加工技術(shù)越來越成熟，成為加工行業(yè)不可或缺的技術(shù)，在技術(shù)方面支持我國制造實(shí)力提高。此外，現(xiàn)階段軍事事業(yè)和航空航天發(fā)展勢頭良好，數(shù)控技術(shù)能夠在其中發(fā)揮重要作用，不斷擴(kuò)大薄壁零件要求，也更高的要求著工藝質(zhì)量。應(yīng)用仿真模擬技術(shù)能夠在很大程度上優(yōu)化數(shù)控加工薄壁零件的流程，將其工藝質(zhì)量提高，以此確保零件精確度，為了使我國制造加工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，需要不斷優(yōu)化數(shù)控加工薄壁零件的工藝質(zhì)量。

1 薄壁零件數(shù)控加工工藝

1.1 加工工藝

加工薄壁零件具有較高的精密度要求，特別是在生產(chǎn)薄壁零件尺寸方面有更加精確的要求。然而，薄壁零件與普通零件比較來說，不具備良好剛性，極易出現(xiàn)變形等情況，會增加數(shù)控加工薄壁零件操作難度。CAM軟件編程能夠輸出數(shù)控代碼，但是很難滿足實(shí)踐加工薄壁零件的要求，無法保證加工精度。針對這一情況可知，目前數(shù)控加工薄壁零件中依舊應(yīng)用的方式是保守切削參數(shù)與反復(fù)精加工。

1.2 加工刀具

為保證加工零件質(zhì)量，數(shù)控加工薄壁零件期間需要嚴(yán)格管理刀具，充分掌握刀具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工尺寸精讀以及加工余量等內(nèi)容。對于有突出表面輪廓的薄壁零件進(jìn)行加工時，應(yīng)該選用Φ10mm立銑刀或是Φ16mm立銑刀;當(dāng)對薄壁孔零件進(jìn)行加工時，應(yīng)該選用Φ26mm鏜刀或者是M10mm機(jī)用鉸刀;對具有凹形腔輪廓的薄壁零件加工時，可選用切削力強(qiáng)并且鋒利的刀具，例如Φ16mm立銑刀等。

2 影響數(shù)控加工薄壁零件工藝質(zhì)量的主要因素

目前現(xiàn)代制造加工行業(yè)比較重視數(shù)控加工薄壁零件精度，精密制造業(yè)也很難突破加工精度這一難關(guān)。薄壁零件具備一定的優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)勢為輕量化，不足之處是有較弱剛性、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、較差穩(wěn)定性以及加工時容易變形，目前加工行業(yè)很難解決這一問題。為了有效應(yīng)對這一問題，將數(shù)控加工薄壁零件精度有效提升，需要細(xì)致、認(rèn)真的研究對數(shù)控工藝精度造成影響的因素，基于此才能夠優(yōu)化加工方法。

2.1 零件裝夾因素

零件自身具備的剛性會在一定程度上影響其加工精度，為了將剛性因素影響減少應(yīng)該合理選用裝夾方式，以此提升加工工藝精度。開展數(shù)控加工薄壁零件這一工作時，應(yīng)該明確零件位置和夾緊裝置，具體分析容易出現(xiàn)變形的應(yīng)力位置以及其產(chǎn)生的作用力，可以使用賬套和施工圈等專門夾具作為夾緊裝置[1]。除此之外，薄壁環(huán)形工件可使用軸向裝卡形式。在使用一系列創(chuàng)新措施后，能夠避免零件出現(xiàn)變形問題發(fā)生或?qū)α慵冃螁栴}進(jìn)行有效解決，這一方法是提高加工精度的一項(xiàng)主要措施。還有一個方法是將加工零件剛性加強(qiáng)，增加工件壁厚是最簡單的一種辦法，即為在零件空心處澆灌石蠟以及松香等物質(zhì)，完成數(shù)控加工一系列程序后，再清除這些填充物質(zhì)。

2.2 切削角度因素

通過實(shí)踐可知，刀具幾何參數(shù)和機(jī)床的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)沒有變化時，進(jìn)給速度、切削速度、切削寬度以及背吃刀量等因素會制約切削力，這之中最重要的是刀具角度影響切削質(zhì)量，將刀具前角以及后角合理增加，可將切削摩擦以及變形情況減少，對切削力進(jìn)行有效控制，變形情況也會得以控制。加工過程中主偏角與副偏角也會在一定程度上影響加工精度，加工中主偏角影響軸向與徑向的切削力。對剛性較差零件進(jìn)行加工時，需要主偏角偏向九十度，通過這一方法將數(shù)控加工過程中零件強(qiáng)度加大，以此提升加工精度。

2.3 走刀形式和路線因素

數(shù)控加工零件工藝也會在一定程度上受到走刀路線以及形式的影響，優(yōu)化其形式和路線能夠提升加工精度，保證零件具有良好質(zhì)量。階梯式以及一次性的粗加工方法是比較新型的兩種方法，這是另加粗加工中具有較快走刀速度和較高效率的方法。這里個方法走刀路線都是根據(jù)加工等量均勻和高線軌跡來加工的。原本走刀路線是根據(jù)斜線方向加工，這些方法還有很多不足存在著，但是新型走刀路線是刀具在等高線上根據(jù)特定的方向做平行移動，可以將多余邊角料去除，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻切削余量，有利于刀具的養(yǎng)護(hù)，能夠?qū)⑹褂玫毒叩膲勖娱L，并且提升加工質(zhì)量[2]。

2.4 工序工藝路線因素

深入研究和分析數(shù)控加工零件變形的規(guī)律，這有利于將數(shù)控加工這一工藝質(zhì)量提升。合理制定工序工藝路線，將工序工藝存在的變形問題進(jìn)行解決，使用合理、科學(xué)辦法來解決是確保零件數(shù)控加工質(zhì)量重要環(huán)節(jié)。觀察工序中加工時受力情況，合理選擇定位基準(zhǔn)，防止加工振動對零件質(zhì)量造成影響，零件定位面需要緊密貼合定位元件。應(yīng)用加工工序路線時，應(yīng)該重視選用加工零件夾具，對加工剩余數(shù)量進(jìn)行科學(xué)分配。

3 改進(jìn)數(shù)控加工的工藝質(zhì)量方法

3.1 改進(jìn)仿真數(shù)控工藝質(zhì)量

通常仿真數(shù)控技術(shù)能夠通過簡單公式來說明，KU=F，其中K、U、F代表的是幾種需要控制的加工工藝幾何參數(shù)，K指的是工件強(qiáng)度矩陣，U指的是工件變形情況以及F指的是工件負(fù)載列陣，對這三類參數(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理設(shè)置就能夠?qū)崿F(xiàn)控制零件參數(shù)。通過這一理論指導(dǎo)開展實(shí)踐工作，能夠?qū)⒘慵扔行岣?，保證薄壁零件的質(zhì)量更高。開展仿真數(shù)控模擬實(shí)驗(yàn)時，會獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件條件較好所以會獲得理想實(shí)驗(yàn)結(jié)果，落實(shí)到實(shí)際中也會有一些誤差存在。針對這一情況，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況來改進(jìn)仿真數(shù)控工藝，盡可能使仿真模擬數(shù)據(jù)符合實(shí)際情況，縮小其中的差距，從而將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)落實(shí)到實(shí)踐中。在使用數(shù)控模擬公式后，能夠模擬工藝參數(shù)，對于提升數(shù)控加工薄壁零件工藝精度具有重要意義，并且可保證加工工藝質(zhì)量。

3.2 應(yīng)用修正和改進(jìn)刀具路徑的方法

刀具路線生成過程中，需要重視工件變形情況，變形情況會對工件加工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。薄壁零件的未來發(fā)展方向是輕量化，但是具有剛性較弱這一缺點(diǎn)，將制約數(shù)控加工零件技術(shù)的發(fā)展[3]。進(jìn)行實(shí)際操作時，需要加工的零件沒有足夠剛性，極易在切削和夾緊過程中出現(xiàn)變形情況，嚴(yán)重時會使零件報廢。因此進(jìn)行加工時需要不斷修正刀具路線，保證到具有正確路線，并在正確路徑上加以控制，防止受到路線偏差影響而出現(xiàn)加工事故。實(shí)際操作時，夾緊切削工件過程中，切削速度和角度也將嚴(yán)重影響數(shù)控加工薄壁零件質(zhì)量。對于切削角度而言，通過科學(xué)數(shù)據(jù)指導(dǎo)，有利于控制加工工作。切削刀具具有合理的前角和后角，能夠有效控制切削速度以及刀具摩擦程度，以此提升加工質(zhì)量。

3.3 零件裝夾方式改進(jìn)方法

薄壁零件裝夾的方式也會在很大程度上影響數(shù)控加工薄壁零件工藝質(zhì)量。數(shù)控加工薄壁零件時中，因?yàn)榱慵痪哂休^好剛性，當(dāng)加工時施加過大的夾緊力，會有很大幾率導(dǎo)致薄壁零件變形，影響加工零件質(zhì)量和精度[4]。除此之外，加工零件時，還具備一個支撐力和夾緊力同時存在，但二者存有不同的側(cè)重加工位置。由于薄壁零件自身不具備良好的剛性，需要相應(yīng)的支撐力來支撐，這能夠加強(qiáng)零件自身剛性程度，因此支撐力側(cè)重加工位置在較小強(qiáng)度表面產(chǎn)生作用。從而可知，夾緊力會將工件剛度降低，所以夾緊力要在有較大剛度零件表面產(chǎn)生作用。在支撐力和夾緊力共同作用下，零件表面會承受強(qiáng)度不同的力量，從而能夠進(jìn)行合理控制，將薄壁零件發(fā)生變形概率有效降低。除此之外，改進(jìn)裝夾位置以及工具。進(jìn)行加工時，需要仔細(xì)觀察和分析工件夾緊位置，同時有效分析工件上著力點(diǎn)，選擇施工圈以及賬套等先進(jìn)的裝夾工具對加工產(chǎn)生輔助作用，盡可能減少受夾緊裝置影響而出現(xiàn)工件精度不足或是質(zhì)量差等問題。不僅要將夾緊裝置工作做好，也要提升薄壁零件剛度，從兩方面進(jìn)行準(zhǔn)備，能夠?qū)⒈”诹慵p壞率有效降低，以此提升薄壁零件質(zhì)量和精度。

結(jié)束語：切割角度和零件裝夾等很多因素會對數(shù)控加工薄壁零件工藝質(zhì)量造成影響，為提升加工工藝的質(zhì)量，需要充分掌握這些影響因素，合理制定優(yōu)化和改進(jìn)方案。本文主要分析了對數(shù)控加工薄壁零件質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素，同時提出相應(yīng)改進(jìn)方法，主要是為了將數(shù)控加工薄壁零件工藝質(zhì)量提升，保障加工效率，推動企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2] 姜強(qiáng).薄壁零件數(shù)控加工工藝質(zhì)量改進(jìn)對策[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（11）：154-155.

[3] 趙建林，張娟，周丹.薄壁零件數(shù)控加工工藝質(zhì)量改進(jìn)策略研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（28）：174-175.

[4] 蘇蒙.薄壁零件數(shù)控加工工藝質(zhì)量改進(jìn)方法略談[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（11）：244.