王倫 李娜 李明芳 李鵬飛

摘 要：在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)候，常會(huì)碰到一系列類型不同且需要加工的鈦合金薄壁零件，由于其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較輕、結(jié)構(gòu)小、材料省，所以在各行業(yè)得到有效運(yùn)用。提高鈦合金薄壁零件的加工精度，確保其質(zhì)量要求，是當(dāng)下急需要處理的問題。本文對(duì)鈦合金薄壁零件的數(shù)控車削加工工藝進(jìn)行了詳細(xì)地分析與探究。

關(guān)鍵詞：鈦合金薄壁零件 ；數(shù)控車削加工工藝 ；改進(jìn)措施

鈦合金薄壁零件是金屬零件的一種，其壁厚小于1mm，且具備結(jié)構(gòu)緊湊、材料消耗量低以及質(zhì)量較輕的特性，能夠在各類工業(yè)中充分應(yīng)用。在對(duì)鈦合金薄壁零件的精度與質(zhì)量改善上，數(shù)控加工工藝具備一定的作用。

1薄壁零件的數(shù)控車削加工工藝分析

1.1相關(guān)零件結(jié)構(gòu)分析

由零件圖1可看出，此零件的組成部分包含由順圓弧、圓柱面、內(nèi)螺紋、逆圓弧等，材料是45號(hào)鋼，毛坯是內(nèi)輪廓基本上一樣的鑄件Φ85mm×50mm。此零件為薄壁件，壁厚為2mm，同時(shí)對(duì)精度要求比較高。

1.2工藝方案的具體設(shè)計(jì)

操作步驟 ：①把毛坯的左邊夾緊，卡盤伸出長度大概20mm，對(duì)右端面進(jìn)行加工。②對(duì)外輪廓進(jìn)行精、粗加工，且到Φ80mm×13.3mm。③使用Φ26鉆頭把孔鉆通。④對(duì)零件內(nèi)輪廓進(jìn)行精、粗加工。⑤在螺紋加工的過程中采用G92、G76混合編程。⑥掉頭，將總長控制到合理尺寸。⑦對(duì)零件外輪廓進(jìn)行精、粗加工。⑧對(duì)工件進(jìn)行檢查，確保零件加工完成。

1.3減少與避免薄壁件加工變形的方法

（1）夾具的有效選擇 ：鈦合金薄壁零件的強(qiáng)度較弱，壁較薄，一般的三爪卡盤的接觸面積較小、受力點(diǎn)也少，倘若在卡盤上進(jìn)行夾緊的時(shí)候用力大，則造成鈦合金薄壁零件變形，產(chǎn)生一定的誤差，所以可采取扇形軟卡爪或開縫套筒。增大其接觸面，在工件上均勻布置其夾緊力，進(jìn)而有效改善工件在夾緊過程中所造成的變形。

（2）工件精車、分粗階段 ：粗車的時(shí)候，切削余量比較大，而如果夾緊力很大的話，其變形也較大 ；精車的時(shí)候，如果夾緊力較小的話，變形也較小，除此之外，在進(jìn)行精車之前能夠進(jìn)行時(shí)效處理，將粗車過程中由于切削力大而導(dǎo)致的變形情況消除。

（3）對(duì)刀具幾何參數(shù)合理選用 ：對(duì)鈦合金薄壁工件進(jìn)行精車的過程中，應(yīng)將刃傾角、主偏角與前角合理增大，將刀尖圓弧的半徑減少，確保刀具的切削輕快、刃口鋒利，且對(duì)于排削順暢刀柄的剛度標(biāo)準(zhǔn)也高，將切削熱與切削力盡可能減少，同時(shí)保證車刀的修光刃不能太長。

1.4切削用量

①右端面車削工件的主軸轉(zhuǎn)速為300 ～ 400r/min，進(jìn)給速度為 F0.1 ～ 0.15mm/r ；②麻花鉆，主軸轉(zhuǎn)速 ：400 ～ 500r/min，切削深度 ：通孔 ；③粗車內(nèi)輪廓，主軸轉(zhuǎn) 速 ：500 ～ 600r/min，進(jìn) 給 速 度 ：F0.15 ～ 0.2mm/r，切削深度 ：1mm ；④精車內(nèi)輪廓，主軸轉(zhuǎn)速 ：800 ～ 900r/min，進(jìn)給速度 ：F0.1 ～ 0.15mm/r，切削深度 ：0.5mm。

1.5對(duì)加工程序進(jìn)行科學(xué)編寫

①數(shù)控機(jī)床為CAK6150P ；數(shù)控系統(tǒng)為FANCU0i。②車削右端面、粗、精加工圓柱面Φ80mm×13.3mm，運(yùn)行程序非常簡單，使用G01、G00、指令就能實(shí)現(xiàn) ；③對(duì)零件外輪廓進(jìn)行粗加工，采取G71外徑粗車循環(huán)指令，注意在進(jìn)行編程的過程中起刀點(diǎn)的實(shí)際直徑不能小于Φ85 ；④采取G73、G71指令進(jìn)行編程時(shí)，精加工步驟的首段只可以單方向進(jìn)刀 ；⑤粗加工零件內(nèi)、外輪廓后時(shí)效處理，精加工零件內(nèi)、外輪廓均用G70指令 ；⑥內(nèi)螺紋厚度只有2mm，因此在加工的時(shí)候可能變形，對(duì)尺寸標(biāo)準(zhǔn)不能有效保證，進(jìn)而防止螺紋變形，確保零件精度。

2薄壁零件數(shù)控車削加工工藝的改進(jìn)措施分析

2.1改進(jìn)仿真數(shù)控的工藝質(zhì)量

在改進(jìn)仿真數(shù)控加工工藝整體質(zhì)量的時(shí)候，一定要依據(jù)以下程序進(jìn)行操作 ：其一，對(duì)數(shù)控加工公式KU=F進(jìn)行全面分析。K指所加工工件本身的強(qiáng)度矩陣，U則指工件的具體變形狀況。對(duì)此公式分析后得出，倘若零件剛度保持在一定環(huán)境，工件負(fù)載列陣F則和其變形狀況U成一定的反比關(guān)系，只有采用合理的措施將F值降低或提高K值，才可以對(duì)L的變形狀況有效降低。

2.2推廣刀具路徑改良措施

在制定刀具路徑的時(shí)候，一定要充分考慮工件加工進(jìn)程中所存在的一切變形問題。如果工件存在變形一定會(huì)嚴(yán)重影響鈦合金薄壁零件加工的整體工藝質(zhì)量。大部分鈦合金薄壁零件強(qiáng)度較低，在進(jìn)行加工的時(shí)候如果實(shí)施反復(fù)切割和夾緊，一定會(huì)造成變形。相關(guān)人員在加工的時(shí)候，一定要全面考慮刀具路徑，并采用科學(xué)有效的方法，防止一切變形狀況發(fā)生。

2.3提升零件裝夾方式與具體裝夾措施

在進(jìn)行鈦合金薄壁零件數(shù)控加工的時(shí)候，影響其工藝整體質(zhì)量的重要因素在于零件的方案與裝夾方式。鈦合金薄壁零件的實(shí)際強(qiáng)度很低，在進(jìn)行加工的時(shí)候加緊力度很大的話，則造成相關(guān)零件產(chǎn)生變形狀況，不利于零件的整體質(zhì)量與加工準(zhǔn)確度。在加工的時(shí)候，對(duì)于支撐力一定要額外進(jìn)行增加，從而滿足其實(shí)際的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。提升零件的抗壓力和強(qiáng)度是支撐力的另一目的，通常都是在鈦合金薄壁零件強(qiáng)度較弱的位置施加支撐力，然而，夾緊力則不同，它是在強(qiáng)度較大的位置進(jìn)行施加。只有有效結(jié)合這兩者，才能在一定程度上提升鈦合金薄壁零件的加工精度。

3結(jié)語

現(xiàn)階段，各工業(yè)都在廣泛運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)，加工工藝創(chuàng)新與改革的步伐加快，鈦合金薄壁零件的數(shù)控車削加工技術(shù)也得到了不斷發(fā)展。為滿足現(xiàn)代加工工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的實(shí)際需要，應(yīng)全面提升其工藝質(zhì)量，深入分析與研究鈦合金薄壁零件數(shù)控車削加工工藝質(zhì)量的措施與方法，從而在一定程度上促進(jìn)我國加工工藝的平穩(wěn)持續(xù)發(fā)展

參考文獻(xiàn)：

[1]一種薄壁零件數(shù)控車削加工工藝分析與編程加工[J]. 黃杰. 南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2011（02）

[2]薄壁零件的數(shù)控車削[J]. 崔毅. 廣東職業(yè)技術(shù)教育與研究. 2018（01）

[3]數(shù)控銑削薄壁零件精密核心技術(shù)研究[J]. 張杰華. 科技與創(chuàng)新. 2016（24）

[4]關(guān)于鋁合金薄壁零件的機(jī)械加工工藝研究[J]. 王延波. 電子制作. 2016（14）

[5]套類薄壁零件車削加工方法研究[J]. 謝國正. 職業(yè). 2013（23）

[6]淺析薄壁零件的車削[J]. 彭湘蓉. 職業(yè). 2012（03）

[7]薄壁零件的車削加工[J]. 趙開才. 金屬加工（冷加工）. 2012（05）

[8]特殊薄壁零件的加工[J]. 程華衛(wèi). 工具技術(shù). 2012（07）

[9]薄壁零件的車削加工[J]. 劉洪彥. 中國科技財(cái)富. 2009（08）

[10]基于CAXA的薄壁零件制造[J]. 王亞輝，任小中. 工具技術(shù). 2007（11）

作者簡介：

王倫（1986-），男，漢族，山西省晉城市沁水縣，專科，高級(jí)工，數(shù)控加工，山西長治市山西航天清華裝備有限責(zé)任公司三分廠.

李娜（1986-），女，漢族，山西長子，?？?，高級(jí)工，數(shù)控加工，山西長治市山西航天清華裝備有限責(zé)任公司一分廠.

李明芳（1987-），男，漢族，山西長治市長子縣，大專，中級(jí)工，數(shù)控加工，山西長治市山西航天清華裝備有限責(zé)任公司一分廠.

李鵬飛（1984-），男，漢族，山西長治市沁縣，大專，技師，數(shù)控加工，山西長治市山西航天清華裝備有限責(zé)任公司一分廠.