小型薄壁零件數控車加工技術分析與研究

李蘇榮

（江蘇大學基礎工程訓練中心，鎮江 212013）

小型薄壁零件數控車編程操作是精細化加工和粗加工分開進行的，在具體操作時首先全部進行粗加工，在粗加工完成之后進行精細化加工。但是受粗加工切削余量大、切力大、變形大等因素的影響，從粗加工到精細化加工過程中會帶來產品變形、產品尺寸大小不合理等問題。為了減少產品加工變形問題的發生，需要相關人員結合小型薄壁零件數控車加工要求和存在的問題，對如何解決小型薄壁零件數控車加工技術問題開展進一步的研究與分析。

1 小型薄壁零件結構和技術要求

小型薄壁零件材料應用的是高強度的硬鋁，材料的外徑是10mm，內徑是6mm，端面壁的厚度是0.07mm。小型薄壁零件加工完成之后需要在薄膜位置上應用放大鏡放大十倍進行檢查，在檢查零件的時候不能出現任何劃痕。小型薄壁零件的尺寸較小，因而裝夾子操作很不容易實現，加上材料本身是一種硬鋁材料，在進行夾緊操作時容易變形。

2 小型薄壁零件的加工難點

小型薄壁零件的加工難點具體表現在以下幾個方面。第一，裝夾操作不當的情況下會引起零件變形，零件壁的厚度很難控制。從小型薄壁零件自身圖樣設計和施工技術要求來看，小型薄壁零件的加工設計需要關注尺寸精確度、定位精確度、施工工藝等，需結合實際選擇有效的方式來降低工件加工制作難度。小型薄壁零件加工制作的難點一方面體現在端面厚度不容易控制，在夾力大的情況下容易變形；另一方面，小型薄壁零件在車削過程中會因為彈性變動發生變形。第二，小型薄壁零件切削熱對加工精確度的影響。零件在車削的過程中會產生一定的熱量，使得金屬發生變形。

針對小型薄壁零件加工難點需要相關人員加強對零件裝夾定位問題的考慮，結合實際應用專用夾具裝夾的方式來解決零件的裝夾定位問題。

3 小型薄壁零件加工工藝改進

3.1 夾具設計

結合小型薄壁零件結構特點應用專用夾具具體如圖1所示。小型薄壁零件夾具安裝圖具體如圖2所示。根據圖2發現，小型薄壁零件應用用工件外圓及左端作為定位基準面，并通過其和法蘭凹槽端面的連接來完成工藝操作。

圖1 專用夾具

圖2 小型薄壁零件夾具安裝圖

3.2 選擇合適的刀具

在進行小型薄壁零件精細化加工操作的時候要求刀具擁有足夠的剛度、刀刃口，同時車刀本身的修光刀刃不能太長，一般情況下刀刃的長度設定為90°～93°偏角。結合實際操作情況可以適當增加刀具本身的前角、后角、偏角等。

小型薄壁零件加工刀具材料應用一種2A12型號的高強度硬鋁，這種材料的抗拉強度超過410MPa，屈服強度超過265MPa。在實際應用操作中為了保證零件加工的精確度，需要對刀具的幾何角度進行打磨操作。另外，為了在車削過程中減少對零件加工的不利影響，修光刀的長度需要控制在0.2～0.3mm。

3.3 小型薄壁零件定位裝夾方法

在加工小型薄壁零件的時候需要將過渡聯接法蘭夾控制在數控車床的自定心卡盤臺階卡抓位置，并應用百分表來校正過渡聯接法蘭的外圓及端面，應用螺紋來聯接緊固接套，控制零件軸向移動問題。通過應用這種零件定位裝夾方法能夠減少零件加工過程中對裝夾表面的損害，使夾緊力沿著零件的軸向，減少零件的夾緊變形。

3.4 選擇適合的加工路線，進行同步粗、細加工

第一，粗加工。在進行粗加工操作的時候會應用到比較大的切削參數，為了提高切削參數的使用效率，在加工的時候可以結合零件施工圖紙在單邊的位置上留有3～5mm的位置，而對于比較長的零件，可以進行分段粗加工操作，在對一段進行加工操作之后進行其他部分的精加工，同時，根據零件加工需要開展第二次粗加工，從而保證零件在精加工和粗加工過程中的剛性。第二，半精加工。半精加工和粗加工一樣需要采取分段加工的方式，結合零件加工操作的要求在不同的部分留有不同的加工余量，在零件加工操作的1/3位置處留有0.5mm的位置。第三，精細加工。在精細加工前端的1/3位置處留有0mm，在半精加工中間1/3位置處留有余量0.5mm，在后面1/3的位置處留有1mm。在精細化加工端面位置處留余量0.5mm。在粗加工和精細化加工過程中使得零件形成一個類似金字塔形狀的階梯結構，為后續加工操作提供足夠的支持。

第一，切削用量的選擇。切削用量的選擇會影響零件切削力的大小。在一般情況下，如果切削速度增大，切削操作能夠在規定的時間內完成，使得大部分切削熱被帶走，在一定程度上減少小型薄壁零件因為過熱出現的變形。同時，如果小型薄壁零件切削速度高，小型薄壁零件切削層材料軟化部分會相應減少，由此減少小型薄壁零件加工過程中可能發生的變形，進而提升小型薄壁零件的加工質量。切削操作需要將切削速度控制在每分鐘80～100m，切削深度需要控制在0.01～0.03mm，進給量需要控制在0.11～0.16mm。第二，切削液選擇。小型薄壁零件在車削過程中會因為受熱發生不同程度的變形，由此影響了零件、刀具運動的準確性。針對這個問題，需要相關人員結合實際應用適當切削液體來降低小型薄壁零件切削操作過程中產生的溫度，并對零件的加工制作產生重要的潤滑作用，延長零件加工完成之后的使用壽命。

4 結語

綜上所述，在對數控車床進行端面薄壁零件加工時，受粗加工切削余量大、切力大、變形大等因素的影響，小型薄壁零件加工設計存在一些難點問題，比如工件端面壁薄，在夾緊力作用下會出現變形，在很大程度上影響了小型薄壁零件的加工精確度和尺寸精確度；小型薄壁零件車削過程中受熱變形，影響了小型薄壁零件的加工精確度和尺寸精確；小型薄壁零件在徑向切削力作用下會出現加工變形。針對小型薄壁零件數控車加工操作過程中可能遇到的各種問題，需要相關人員綜合分析，之后結合施工圖樣選擇適合的加工夾具，確定刀具幾何參數，選擇適合的加工路線，進行同步粗、細加工，合理確定切削用量和選擇切削液，從而使得小型薄壁零件數控車加工零件符合相應的工件技術要求。

[1]劉文淼.鋁合金零件精密加工技術研究[J].科技展望，2015，25（7）：125.

[2]萬慶，李曉波.小型薄壁零件數控車加工技術[J].金屬加工（冷加工）冷加工，2015，（10）：30-31.

[3]宋士丹，楊志洪，郭義，等.小型薄壁軸承套類零件的鍛造工藝實踐[J].一重技術，1998，（2）：24-25，47.

[4]吳東.某小型薄壁零件工藝規劃與工裝設計[J].金屬加工（冷加工）冷加工，2013，（10）：45-46.

[5]胡朝輝.小型殼體零件工藝方法改進[J].金屬加工（冷加工）冷加工，2013，（9）：34-35.