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薄壁零件的机械加工工艺分析

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  摘 要:零件加工中,作业人员要先了解薄壁零件的功能及工艺特点,根据实际情况进行机械加工,在粗加工和成型精加工等环节,从薄壁零件的特性出发,通过采取有效的加工工艺,保证薄壁零件的加工质量,更重要的是促进薄壁零件加工水平再次提升。本文以零件加工为探讨话题,重点介绍薄壁零件的机械加工过程及工艺技术,由此增强作业人员的安全意识和专业技能。
  关键词:薄壁零件 机械加工 影响因素 加工工艺
  中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2019)04(c)-0118-02
  现如今薄壁零件已经引起了机械加工行业的密切关注,加强加工工艺创新,改进机械加工方式,同时加强对加工过程的高度关注,运用完善的管理制度,严格要求作业人员,并对加工过程提出严格的技术规定,便于提高作业人员的专业技术[1]。分析机械加工质量的影响因素,根据薄壁零件的尺寸和形状,有效控制误差,根据加工零件与道具在加工环节的位置关系来判定零件加工精度,在此基础上,不仅确保零件加工精度,还更好的保护了零件的几何精度与刚性。
  1 薄壁零件加工质量的影响因素
  机械加工精度指的是在理想状态下,零件机械加工的尺寸和形状与设定要求之间的误差大小。由于加工刀具不同,导致零件加工精度不同,因此在加工的整个过程中,需要对各种类型的零件的尺寸进行准确把握,避免出现较大的加工误差,有效减少加工工艺对薄壁零件质量的影响[2]。影响零件加工精度的主要因素有:机床几何精度和刚性、刀具形状及变形特性、零件形状,实践得知,目前在薄壁零件加工中出现的形变情况其主要原因体现在這些方面:焊接工艺的影响:当前大部分的零件都是采用钢板焊接方法,有一部分铝质零件在加工过程中,由于焊接应力未及时消除,后续生产中这些应力被释放出来,最终导致零件发生形状变化。由于装夹过程出现失误导致零件变形,因为加工环节需要对每个零件进行装夹操作,但是部分人员在此环节未采用合适的装夹工艺,造成零件形变[3]。
  2 薄壁零件的加工特色
  薄壁零件在加工环节的工艺特点是特殊的,实际加工中,需要高度重视加工过程,拿铝制材料来说,这种材料自身的韧性、可塑性、粘附性都很强,无法对其进行分离切削,由于加工过程中,刀瘤的出现影响到后续工作的顺利开展[4]。部分铝合金薄壁零件的刚性比较差,所以在使用过程中,需要严格控制其加工工艺,密切关注薄壁零件的机械加工过程,利用有效的加工技术及刀具实现有效切削,避免材料发生塑性变形,这样可更好的满足生产需求。
  3 薄壁零件的机械加工过程及主要工艺
  3.1 机械加工前的准备工作
  了解待加工材料的几何特性,明确待加工材料的属性对加工精度的影响程度,以提高加工精度为主,了解毛坯初始残余应力与截面尺寸和形变之间的关系,根据加工过程薄壁零件内部残余应力的变化,了解变形程度及影响范围,便于提高安全意识[5]。切削工艺和刀具的选择时加工精度的主要影响条件之一,为了防止薄壁零件发生形变,提前了解待加工材料的可塑性,便于有效控制加工环节热应力与加工切削抗力的共同作用。装夹是加工工艺的准备工作,需要提前做好加工前的技术准备,如果装夹力过大,薄壁零件在加工过程中因为挤压而变形,不仅造成工位移动,还导致机械加工的质量不符合规定。
  3.2 加工环节掌握材料特性
  根据机械加工的需求,开展机械加工活动之前,作业人员根据材料特点保证后续工作可以顺利进行[6]。以铝合金材料为主,及时选择合适的加工工艺和加工设备,预测加工环节可能出现的意外情况,加强安全隐患排查,提高作业人员的安全意识。如果刀具不合适则会对材料造成损伤,因此要关注这点,及时确定加工基准,关注加工环节的热变形情况,认真处理好基准,保证材料表面具有一定的光洁性和平整度。对于基准面的凸起部位,如:毛刺、飞边等现象,认真将其清理干净,装夹好,在整个加工过程中,保证薄壁零件的稳定性。
  3.3 加工过程中切削刀具的选择
  合理选择刀具,根据刀具的几何形状、切削用量等特点,合理安排加工任务,关注加工环节的径向切削力,关注薄壁零件的形变情况。根据刀具的形状和切削形变等特点确定刀具前角大小,一旦切削前角过大,切削环节的摩擦力会变小,因此要合理选择刀具前角的大小。切削用量直接影响切削力,在进行粗加工时,严格控制进给量,采用质量较高的切削工艺,关注薄壁零件的变形情况,有效监控机械加工过程。根据薄壁零件的形变量,及时优化机械加工方案,充分意识到润滑作用,比如在切削环节,作业人员根据实际情况,依次对加工零件表面的摩擦力进行削减,采用这种工艺减少切削过程对零件表面的损伤,由此提高薄壁零件的加工性能。了解切削过程的汽化现象,保证薄壁零件与刀具的良好接触,及时了解切削环节薄壁零件与刀具上的部分热量,关注能量损失程度,便于提升刀具切削的准确性和薄壁零件的加工质量。
  3.4 粗加工的注意事项
  粗加工过程中,作业人员关注铝合金材料的特性,根据铝合金材料的尺寸和粗糙程度进行有效加工,在机械加工的环节,先了解薄壁零件的形状,提前将其工余量消除。明确机械加工原理,材料在加工环节会出现不同的摩擦,由此产生材料错位、零件变形等情况,一旦出现这种情况,就要采取有效方式及时改变零件的预定尺寸,确保薄壁零件的实际尺寸精度。对于形状特殊的薄壁零件,先进行粗加工,冷却处理中,密切关注工作热量对机械加工质量造成的影响,关注零件结构的变化,对零件内部残余的应力采取降温退火法处理[7]。采用降温退火方式保持零件内应力,便于将零件内部的应力进行重新分配,最大限度避免薄壁零件在加工环节发生形变。
  3.5 合理选择夹紧方式
  零件加工之前先确定薄壁零件的基准面,粗加工之后,薄壁零件存在波两面和鼓型面这两种类型,为了能够更好的满足薄壁零件对机械加工标准的需求,及时做好支撑。在零件底部增加可调节式螺杆,运用螺杆将零件夹紧,保持很好的夹紧力,确保夹紧力度的均衡性,依据设定工作要求,有效防止薄壁零件在加工环节的变形情况,由此提高机械加工质量,保证薄壁零件可正常投入使用。
  4 结语
  本文主要讲述了薄壁零件的加工工艺,首先介绍机械加工精度的影响因素:待加工材料的尺寸、刀具形状、装夹力、焊接应力等,实际加工过程中,根据实际情况及时调整机械加工方案,明确薄壁零件的加工特色。明确待加工材料的属性对加工精度的影响程度,根据待加工材料的属性,合理选择装夹方式,认真做好加工前的准备工作,采用质量较高的切削工艺,关注加工环节的径向切削力,保证薄壁零件与刀具的良好接触,关注零件结构的变化,及时处理好零件内部残余的应力,由此增强薄壁零件加工精度。
  参考文献
  [1] 李文超.薄壁零件的机械加工工艺[J].现代盐化工, 2018,180(2):8-9.
  [2] 孙雷.薄壁零件的机械加工工艺探索[J].中国科技投资,2017(2):23.
  [3] 许小娟.基于铝合金薄壁零件的机械加工工艺分析[J]. 科技展望,2016,26(8):21.
  [4] 金龙.铝合金薄壁零件机械加工工艺的优化[J].经济技术协作信息,2015(26):74.
  [5] 朱兴伟.铝合金薄壁零件的机械加工工艺技术研究[J].中国设备工程,2017(23):152-153.
  [6] 刘从华,张宁.薄壁零件机加工工艺及方法研究[J]. 装备制造技术,2017(9):223-225.
  [7] 李洋.薄壁零件的加工振动分析与加工工艺优化对策[J].企业技术开发,2016,35(7):10-11.
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