劉學(xué) 梁翠（保定長城內(nèi)燃機制造有限公司，河北保定 072650）

薄壁件加工工藝優(yōu)化技術(shù)研究

劉學(xué) 梁翠（保定長城內(nèi)燃機制造有限公司，河北保定 072650）

薄壁件在加工制造業(yè)的各個行業(yè)中廣泛應(yīng)用，在尖端科技的航天制造業(yè)和汽車外殼等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，薄壁件有顯著的特性，同樣的體積重量輕，節(jié)省材料，但是薄壁件的機械強度差，在使用過程中容易產(chǎn)生塑性形變，對于精細的薄壁件零件的加工比較困難，因此薄壁件的加工工藝優(yōu)化對加工制造業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)的提升有關(guān)鍵的作用。

薄壁件；加工工藝；優(yōu)化技術(shù)；

在現(xiàn)在的加工制造業(yè)中，對任何產(chǎn)品都有精度要求，對應(yīng)現(xiàn)在環(huán)保的意識的提升，產(chǎn)品在加工過程中，都要進行產(chǎn)品的優(yōu)化，通過減輕質(zhì)量，達到材料的充分利用。在精密設(shè)備的加工過程中，對質(zhì)量和精度的要求很高，尤其是像航天業(yè)，這種頂尖科技零件的加工制造，大量的使用薄壁件的使用，但是薄壁件在加工過程中很容易的出現(xiàn)塑性變形和彈性變形，導(dǎo)致加工的薄壁件的精度很難掌控。本文將結(jié)合現(xiàn)代薄壁件的加工技術(shù)，分析薄壁件加工過程中，工件產(chǎn)生變形的原因，并結(jié)合當(dāng)前的科技加工水平提出相應(yīng)的解決方案。

1 薄壁件加工精度難掌控的原因

薄壁件的加工難度大，是由薄壁件強度較弱引起的，在加工過程中，流程也不夠完善，下面我們從幾個主要影響薄壁件精度的因素進行詳細的分析：

1.1 固定應(yīng)力變形

在進行薄壁件的加工時，合理的選擇材料的固定方式是保障工件精度的關(guān)鍵性因素。薄壁件的強度本身較低，不合理的固定方式或者固定位置的不合理都會引起加工精度的降低，因此要合理的選擇固定方式，減小薄壁件的變形程度，保證薄壁件的加工精度。

1.2 切削變形

切削過程中會有機械震動，造成切削過程中薄壁件的精度降低，當(dāng)前的加工設(shè)備并沒有完全的更新?lián)Q代，在加工精度的控制和預(yù)處理上達不到要求，不能進行主運動的完全有效調(diào)節(jié)，在徑向進給力上存在嚴重不平衡問題，導(dǎo)致工件在刀具切削過程中，產(chǎn)生了擠壓變形。

1.3 切削熱變形

薄壁件在使用切削加工的過程中會產(chǎn)生大量的摩擦熱，由于薄壁件壁薄的特點，容易吸收熱量，產(chǎn)生熱形變，在加工中難以達到精度要求，甚至產(chǎn)生殘次品，因此在進行薄壁件的切削加工過程中要充分的進行散熱處理或者加裝降溫裝置，通過更換刀具的方式，預(yù)防薄壁件在加工過程中產(chǎn)生大量的切削熱。

1.4 殘余應(yīng)力變形

熱脹冷縮是所有物體冷熱不同條件下變化的物理規(guī)律，在薄壁件切削工程中會出現(xiàn)大量的切削熱，在冷卻過后就會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力會對零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成傷害，造成薄壁件的強度降低。為了盡量的降低工件的殘余應(yīng)力，要優(yōu)化工件的加工過程，在加工完工件要進行回火處理，以消除殘余應(yīng)力，降低殘余應(yīng)力變形發(fā)生的可能性。

2 薄壁件加工變形的控制方法

在上文中我們總結(jié)了現(xiàn)在薄壁件加工過程中產(chǎn)生變形的因素，下面結(jié)合引起工件變形的因素，提出相應(yīng)的解決方法。

2.1 采用軟性材質(zhì)的固定裝置

薄壁件的固定過程也是最容易引起形變的過程，在傳統(tǒng)的固定過程中，容易出現(xiàn)固定力過大、固定位置不合理的現(xiàn)象，所以要想提高薄壁件在固定環(huán)節(jié)的質(zhì)量，必須通過改善固定裝置的材質(zhì)或者是固定方式，當(dāng)前固定裝置都是壓力固定的方式，很難進行改進和創(chuàng)新，所以只能采用軟性材質(zhì)的固定裝置來改變薄壁件形變的大小，通過加大固定裝置與工件的接觸面積，有效的降低接觸應(yīng)力，對同軸度的控制有很好的效果。

2.2 添加軸向固定裝置

薄壁件的徑向剛度一般比軸向剛度小，因此通過添加軸向固定裝置，減小徑向的進給量，在零件固定時軸向加緊所需要的壓力一般比徑向相對較小，只需要很小的力就能進行工件的裝夾，進一步優(yōu)化工件的加工固定工序，提高共建質(zhì)量。

2.3 合理的選擇刀具

在加工刀具的選擇上，要根據(jù)加工件材質(zhì)選擇不同的刀具，刀具的類型對零件加工精度有重要的影響，在刀具的選擇上，要注重加工中同樣刀具在參數(shù)上的選擇，同樣材質(zhì)的刀具，在加工不同材質(zhì)的工件時，要選擇不同前角、主偏角等參數(shù)的刀具，主偏角是影響切削熱的主要因素。為了控制薄壁件在加工過程中的變形，在保證效率合理的前提下，盡量選擇前角和后角較大的刀具進行工件的加工。

2.4 選擇合理的切削速度

選擇合理的切削速度能夠有效的降低薄壁件加工過程中的震動，保證加工工件的精密性，減小加工過程中的塑性變形，切削速度是影響切削力的關(guān)鍵因素。因此在薄壁件的加工過程中要注重合理的選擇切削速度，降低加工過程中震動的頻率，提高薄壁件的加工精度。

2.5 選擇合理的降溫方式

在金屬切削的過程中，由于高速的摩擦切割，會在加工過程中產(chǎn)生大量的摩擦熱，溫度過高會降低工件的強度造成薄壁件的變形，所以要合理的選擇降溫方式，在切削加工中一般使用的是液體冷卻，利用冷卻液進行加工冷卻，在冷卻液的選擇上，要根據(jù)加工材料的不同選擇不同的冷卻液。

2.6 控制殘余應(yīng)力變形

薄壁件的加工過程中產(chǎn)生的切削熱，會引起薄壁件材料的內(nèi)力不平衡，造成薄壁件的變形，薄壁件的剛性很差，在薄壁件加工完畢之后，要立即進行退火處理，消除薄壁件的殘余應(yīng)力，在加工的步驟上要采取分步驟處理的工作流程，在進行粗加工之后，在沒有失溫的時間內(nèi)進行殘余應(yīng)力的去除工作，通過回火工序冷卻后，在進行精細加工，保證薄壁件的質(zhì)量。

3 結(jié)語

影響薄壁件加工質(zhì)量的因素有很多，從選擇合理的刀具、加工轉(zhuǎn)速、消除殘余應(yīng)力等方面進行薄壁件加工工藝的優(yōu)化，提高加工技術(shù)，保證薄壁件的加工質(zhì)量。

［1］姚榮慶.薄壁零件的加工方法［J］.機床與液壓，2007（08）.

［2］鄭作濤，周亮.薄壁零件加工工藝研究［J］，吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2011（08）.