淺談薄壁零件數控加工工藝質量優化策略

李偉

【摘要】計算機技術和仿真技術的迅猛發展推動著薄壁零件數控加工工藝由不成熟的工藝發展蛻變為工程科學。在此過程中，薄壁零件數控加工技術研究由傳統的經驗研究轉變為科學的“定量分析”。本文通過強化對薄壁零件數控加工工藝質量的分析，再選擇有效的工藝質量進行方法，旨在提升薄壁零件質量提升，達到改進加工工藝質量的目的。

【關鍵詞】薄壁零件 ；數控加工 ；工藝質量 ；改進分析

一、薄壁零件數控加工工藝質量的影響問題

1、零件裝夾對加工精度的影響

零件裝夾是薄壁零件數控加工工藝中的具有重要的地位，如果裝夾的質量不過關，就可能會導致薄壁零件加工過程中，出現脫夾的情況，導致零件加工不達標的情況，甚至可能會引起安全隱患的發生。

2、切削角度對切削量的影響

根據薄壁零件數控加工工藝的基本需求，完成對刀具基本參數的分析，再合理的對刀具進行選型。而受到刀具具體切削角度、進給速度和切削速度等因素的影響，刀具的切削量會發生變化。如果在刀具的選擇中，前、后角發生變化，就可能會出現引起刀具切削過程的變形和摩擦情況發生變化。以前、后角變小為例，會導致摩擦和變形增加，切削力增強，會引起薄壁零件變形程度的增加，導致薄壁零件的切削效果變化，引起導薄壁零件加工質量不過關。此外，偏角對加工精度也會造成不利影響，數控加工中要重視對偏角進行選擇和控制。故此，需要科學的對切削力的進行綜合控制，薄壁零件數控加工的質量。

3、走刀方式與路徑的影響

走刀是薄壁零件數控加工中的組成部分，具體的薄壁零件數據加工中，需要定期的對走刀和路徑進行設置，促使薄壁零件加工中，刀具能夠按照具體規劃方案進行走刀。故此，走刀方式和路徑的設計，有助于推動薄壁零件的加工效率和加工質量的提升。針對走刀方式和路徑的設計中，需要重視對新型走刀方式的分析，完成對薄壁零件的加工。

4、工藝路線的選擇

針對薄壁零件數控加工工藝路線的基本情況，需要結合具體的薄壁零件情況，選擇有效的工藝路線。這也就需要專業的技術人員，完成對工序、工藝制作線路等進行分析。如果具體的工藝線路選擇中，沒有有效的對的變形問題的進行處理，薄壁零件變形的相關理論知識分析不夠徹底，均可能會導致薄壁零件加工效果不夠理想，進而導致薄壁零件出現加工質量問題。另外，工藝線路中，需要重視對振動現象、加工剩余量等問題的綜合分析，如果這些問題分析不夠透徹，或是處理不夠完善，也會導致薄壁零件加工途中出現質量問題，導致薄壁零件不達標。

二、薄壁零件數控加工工藝質量的改進方法

1、基于仿真數控的加工工藝質量改進

選擇基于仿真數控的加工改進方式，可以選擇KU=F這一理論公式對薄壁零件的加工進行分析。其中公式中K表示薄壁零件的整體強度矩陣。F表示薄壁零件加工過程中所承擔的負載列陣。而U則表示零件加工途中，零件的具體變形情況。對這一公式進行分析和解讀，不難發現，F和U之間是存在聯系，且二者之間主要是以負相關的關系存在。故此，為了完成對薄壁零件數控加工工藝質量的改進，可以合理的對F或是K進行調整，就會有效的減少薄壁零件變形的情況，從而達到減少零件變形，提升加工工藝質量的目的。而具體的提升K或降低F時，可以通過對薄壁零件原材料的進行的選擇，保障原材料自身具有較好的強度。在原材料基本確定不變的情況下，可以選擇的增加相關填充物質的方式，借助填充物質的方式，達到增加原材料強度的效果。選擇這類增加填充物的方式，在薄壁零件加工完成后，可以將其取出，從而使得薄壁零件的變形得到控制，保障施工質量。借助基于仿真數控的工藝質量改進方法，借助KU=F這一理論，按照這一理論實現對零件加工的仿真模擬，并在具體的模擬中適當的K和F進行調整。調整中需要根據零件的具體質量標準和設計圖紙展開，選擇適宜的調整值，進而保障加工的質量性和有效性。

2、零件裝夾的改進和優化

鑒于具體的薄壁零件數控加工工藝中，零件裝夾的重要性，需要進一步的對零件裝夾研究。針對某一類型的薄壁零件加工，零件裝夾需要經過有效的設計，且具體的設計中，需要保障零件裝夾滿足如下要求：

（1）結構緊湊、懸伸短。在具體的薄壁零件加工過程中，裝夾會隨著主軸同時回轉，故此，需要盡可能的對裝夾的重心進行控制，使其重心能夠緊貼主軸的端部。對于懸伸長度，需要根據具體的薄壁零件情況進行選擇。如在進行薄壁套的加工時，薄壁套的外徑為Φ63mm，則需要將懸伸長度滿足L/D<1.25。

（2）平衡和配重。平橫和配重問題對裝夾振動是有直接影響。故此，具體設計時，可以結合具體加工需求，選擇配重塊或是減重孔，促使裝夾平衡，進而避免回轉時，受到離心作用的影響，導致震動的產生，影響薄壁零件的加工質量。

（3）裝夾機構具有安全性和耐久性。裝夾機構的選擇，需要保障裝夾的剛度和強度等指標均符合薄壁零件加工的需求。

（4）裝夾需要切實與數控機床相匹配，二者連接有效，且避免安裝因素帶來的薄壁零件誤差。

3、路徑與切削量的選擇

薄壁零件數控加工工藝質量的改進，需要科學的對走刀路徑和切削量進行控制。以薄壁套的加工為例，在對薄壁套的切削量選擇時，可以根據表面粗糙度計算公式，對主軸轉速、背吃刀量和給進速度等進行綜合控制。

對于切削路徑的規劃和選擇，需要增加數控加工相關操作的主動性，并合理的對刀具路徑的改良法進行優化。

另外，為了完成對加工工藝質量的優化，需要合理的對刀具前、后角進行調整，按照前后角的特點，使前、后角均增大，從而達到降低摩擦和變形的目的，減弱切削力，減弱薄壁零件的整體變形能力，進而提高數控零件加工質量的目的。

4、優化施工工藝

強化對薄壁零件加工工藝的分析，相關施工人員能夠完成對加工工序的解讀和分析，再詳細的對工藝制作線路進行解讀，合理的對變形問題進行控制，達到提升加工質量的目的。

三、結語

基于以上分析，我們應該著力控制工件變形和加工變形，對于引起工件變形的因素如切削力、切削速度、裝夾力、裝夾裝置等給予足夠的控制，并在科學的數據分析的基礎上，對它們采取合理有效的預防和控制措施，做好了這些工作，薄壁零件的數控加工工藝質量才會在有科學保障的基礎上順利實現。

【參考文獻】

[1]廖劍斌，蘇茜. 分析薄壁零件數控加工工藝質量改進方法[J]. 科技創新與應用，2017，（06）：133-134.

[2]于忠德. 薄壁零件數控加工工藝質量改進方法[J]. 時代農機，2017，（01）：33-34.

[3]李盼. 薄壁零件數控加工工藝質量改進分析[J]. 電子測試，2013，（21）：100-102.

（作者單位：貴州航天烏江機電設備有限責任公司）