基于鋁合金薄壁零件的機械加工工藝初探

楊君

（駐馬店技師學院，河南 駐馬店 463000）

前言：在科學技術及社會經濟發展環境的影響下，人們對機械設備的精密度和需求量越來越高，這就增加了鋁合金材質薄壁零件的制造數量。由于用途不同，這些薄壁零件的外部形態相差較大，結構需求不同，提升了制造行業的工作難度。所以，制造人員需要不斷優化機械加工方式，提升自身的能力。

一、機械加工鋁合金薄壁零件的重點難點

一是鋁合金質地的特征。鋁合金是一種復合材料，其粘附性較強，具有良好的可塑性且發生脆性斷裂的可能性較小。當制造人員在切割這種材料時，容易留下少量鋁合金物質吸附在刀刃上，形成許多的刀包，降低了切刀的靈活性。在施工過程中需要多次更換切刀，不僅增加了制造廠家的成本投入，還降低了零件制造的速度。

二是零件硬度較差。利用鋁合金材質制造出來的薄壁零件抗壓系數較低，制造人員稍有不慎就會產生零件的不規則形變。在切割的過程中，制造人員想要將附著在刀刃上的鋁合金進行分離就必須要用力，這就會發生擠壓零件的情況，容易發生斷裂或移位。一旦發生上述問題，薄壁材料將無法恢復到原來的形態，只能被廢棄[1]。

三是熱膨脹系數過高。大量數據表明：鋁制材料的膨脹值約為0.0000238，鋼制材料的膨脹值約為0.00001，兩者相差2.38倍。當制造人員在切割加工薄壁零件時，會產生大量的熱能，導致鋁合金材質的薄壁零件發生形變。

四是零件薄壁較厚。在對制造出來的薄壁零件進行質檢時發現，一些零件的薄度并不能夠滿足零件設計的需求。這是由于通常情況下，制造人員都是通過數控設備進行零件制造加工的，同時薄壁零件本身就有彈性。當利用設備進行切割時，制造人員不能夠對每個零件的參數進行控制，薄壁零件表面非常粗糙。

二、優化機械加工鋁合金薄壁零件工藝水平的相關策略

（一）針對鋁合金材料的特點進行分析，選取合適的加工標準

想要鋁合金材質的薄壁零件能夠滿足機械設備需求，就必須要弄清楚相關材料的制造特點，并以此為基礎選擇合適的加工標準及方式，繼而獲得更適合的機械零件。若制造人員了解鋁合金材料的具體情況，就能夠對加工制造零件中容易降低精準度的環節進行重點關注，提升機械設備加工的質量。以切割零件的過程為例，上文提到在切割的過程中刀刃上容易殘留刀包或產生一定的形變，還有可能會增加零件表面的粗糙度。想要避免這些問題發生，就必須確定準確的加工參考基準，擴大其面積，使其擁有較好的平整度和光滑度，繼而增加薄壁零件的光滑性，例如去除零件的毛刺等等。將薄壁零件在初期階段進行清理，也能夠為制造人員接下來的工作提供便利。

（二）粗加工環節中的重點事項

粗加工環節是加工鋁合金材質的薄壁零件過程的重中之重，它能夠規范薄壁零件材料的尺寸。但若薄壁零件的制造要求較繁瑣，就需要在粗加工開始前除去相應的金屬層厚度。

制造人員在了解鋁合金材質的制造原理材料特征后，對容易摩擦材料加工關鍵點進行規避，繼而降低晶粒產生的概率。由于切割過程中熱量一定會產生，薄壁零件在切割環境下，容易改變自身大小，與設計要求存在一定程度的偏差。因此，制造人員在進行加工過程中可以采用轉速較小的銃刨方式，盡可能的降低熱量的輸出，繼而得到符合設備需求的薄壁零件。若加工的需求過于復雜，制造人員就需要開展粗加工。具體步驟如下：先要對粗加工設備進行冷卻處理，弱化大量散熱對零件制造的影響，可以采用低溫熱的方式進行處理，例如對鋁合金材質的薄壁零件內部進行處理時，需要降低控制在1800攝氏度左右，使薄壁零件不能夠產生結晶，雖然應用這種處理方式，仍有一部分應力留存在薄壁零件中，但這些少之又少的應力對薄壁零件的穩定性影響較少，提升了薄壁零件的質檢合格率[2]。

（三）精加工成型的優化策略

精加工能夠控制薄壁零件的實際尺寸及表面光滑度，使其符合設備的實際需求。在開展加工的過程中，制造人員需要選擇精密度較高的制造方法，如數顯銃創等等；也可以選擇制作速度較快的制造設備，防止鋁合金材質出現粘附減少原材料的使用量；還可以選擇刀桿較粗的刀具進行切割，提升刀具在切割過程中的穩定性，杜絕出現松動或震動的可能。另外，制造人員在安裝夾時，盡可能的做到一次成型，但不要將夾子夾的過緊。

（四）機械設備的夾緊方式優化

在上文提到，鋁合金材質的薄壁零件在制造過程中雖然已經進行基面定位工作，但若設備的壓力過大，將無法獲得滿足制造需求的薄壁零件。為了解決這一問題，制造人員可以在加工環節開始之前，在合理位置安裝受力支撐點，例如可旋轉調節高度的桿子等等。這樣就能夠緩解薄壁材料在剛度方面的缺陷。零件夾緊最重要的固定設備就是螺旋桿，所以，制造人員要對其夾力進行實時監測，使其平均分配在各個支撐點，若只在某些固定的位置放置旋桿，將會致使薄壁零件出現不同程度的形變，繼而降低了其利用率，無形中增加了制造廠家的成本投入。

結論：綜上所述，制造鋁合金材質的薄壁零件難度非常大，經常會出現加工失誤或零件形變的情況發生，雖然這個問題的發生并不全是由于制造人員的疏忽造成的，但人為因素占主導。因此，制造人員需要與時俱進，學習先進的制造理念及工藝，提升零件制造的總體質量，為我國制造業的發展貢獻出自己的一份力量。