薄壁零件數控加工工藝優化方法

魯劍

【摘 ?要】當前，計算機應用技術的不斷發展，以及市場競爭越來越激烈，這極大地推動了薄壁零件數控加工工藝的發展。近年來，對該類工藝的技術研究已經從傳統的經驗性探索逐步轉向科學性研究。論文從零件裝夾、走刀方式以及加工路線等方面，詳細分析影響薄壁零件數控加工工藝的因素，然后再根據這些因素提出改進生產工藝的方法。

【Abstract】At present， the continuous development of computer application technology， as well as the increasingly fierce market competition， which greatly promotes the development of CNC machining technology for thin-wall parts. In recent years， the technical research on this kind of technology has gradually shifted from the traditional empirical exploration to the scientific research. The paper analyzes in detail the factors that affect the CNC machining technology of thin-wall parts from the parts clamping， cutting method， machining route and so on， and then proposes methods to improve the production technology based on these factors.

【關鍵詞】薄壁零件;數控加工;工藝質量;改進方法

【Keywords】thin-wall parts; CNC machining; technology quality; improvement methods

【中圖分類號】TG659 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）10-0176-02

1 引言

當前，我國已經是工業大國，現代化加工工業已經在世界上具有舉足輕重的地位，薄壁零件數控加工相關技術也變得越來越成熟，但是與世界一流水準相比仍然存在一定的距離，這也是制約我國成為新型制造業強國的一大因素。因此，為了解決這個問題就需要促進該行業的發展，由薄壁零件數控加工工藝制造出的產品在軍事、航空航天等諸多領域都起到了極其重要的作用，因此，需要利用先進軟件對其詳細分析，改善工藝從而提升產品質量。

2 影響因素

薄壁零件具備質量輕的優勢，但是在使用強度上并不是很高，問題就在于構造比較復雜，在進行加工時由于技術不熟練或其他原因很容易因為操作不當出現變形或者損壞等現象。在現代化新型技術產業以及制造業中對于零件精度要求很高，所以到目前為止薄壁零件加工在精度以及使用強度上仍然有很大的提升空間。想要提高零件精度，就需要對能夠影響加工工藝精度的因素展開全面且細致的分析，并且需要從中找到改良工藝的方法。

影響數控加工工藝的因素大致可以分為：機床精度、機床強度、工藝路線、走刀方式與路徑以及裝夾時造成的變形等。對于工藝精確度的定義，就是在完成加工后其表面實際情況和設計方案是趨于一致沒有任何誤差。但是目前能夠影響到加工工藝的最大因素就是零件的變形問題，那么想要避免這種情況的發生就必須將明確為何變形放在首要位置，找出原因加以解決，其他問題則可以隨后考慮。對于零件本身強度以及因為工藝操作技術導致受力不均而出現變形等，必須進行詳細研究，要使所加工零件的尺寸、大小等各要素與設計之初的圖形數據一致。

2.1 零件裝夾方法

針對這個問題就需要選擇正確、合理的裝夾法，以提升數控操作工藝精度。要對零件某些部位由于容易受到外力擠壓而變形的位置，展開詳細細致的數據分析找出問題所在。對于大多數夾緊裝置其實也可以采用專業的夾具來進行處理，如施工環等。對此還需要說明通常情況下軸向裝卡可以用徑向來代替，并且利用當前較為常用的改良手段，針對零部件容易變形的位置進行針對性處理。假如想要提升零件精度，還可以通過提高部件強度來實現，針對這個問題在當前常用的辦法就是增加壁厚。但這也帶來了新問題，如空缺處該如何處理等。此時，可以用石蠟對其填補，當然也可用松香進行操作。這種方法與古時制造青銅的“失蠟法”類似，在完畢之后要將這些澆筑的材料全部清理干凈。

2.2 角度的選擇

經過大量實際試驗表明，如果機床結構系統與刀具的數據能夠基本確定，那么切割力度也會受到多方面因素影響，最終導致被加工物品變形。但是在這些因素當中影響最大的莫過于刀具的切割角度，假如能夠正確地運用刀具的前、后角度，那么可以在很大程度上有效減少變形，同時，也有利于降低摩擦受損程度。在加工過程中，軸向與徑向受到的切割力度主要還是由片角度來決定的。對于某些強度稍弱的零件而言，此時主偏角應該盡量向90°靠攏，所以在加工不同的物品時，角度問題并不是固定不變的，而是要根據實際情況具體分析。

2.3 走刀方式與路徑

不合理的走刀方式與路徑也有可能造成被加工零件變形，假如對此進行改良，那么首要問題就是注重精度。在當前多種走刀方式中，有兩種方法不僅可以提高效率，還能夠更加快速地完成粗加工并且也不容易出現變形。分別為一次性和階梯式粗加工法，其共同點是按照高線的痕跡以及和加工量同等均勻的走刀路線。但是和傳統的操作方法相比，由于斜線角度加工存在很大弊端，也容易造成零件破損與變形，所以當刀具隨著x軸或者y軸方向在等高線上進行平行移動，這樣就可以輕松地消除附在物品表面的雜質，極大地提高了精度，并且在進行切割時也能夠有效保護刀具，減少不必要的磨損，延長使用期限，提高加工質量。

2.4 加工路線

對于任何加工企業而言，在引進先進設備后還需要不斷調試，這樣才能提升加工工藝水平，但是關于薄壁零件出現變形問題，也需要找出原因，同時，也要探究其變形的根本規律。針對這些問題展開詳細的研究與分析，對于大多數的專業人員而言，還需要制定出合理的加工制作路線。但是在這個過程中，假如因為工序和工藝不合理而出現變形問題，就需要找到正確的解決方法，并且也需要掌握其規律。從加工工序的大致流程也可以看出，零件強度、規格不同，那么受力部位也需要作出改變，同時，還需要將元件的接觸方法綜合考慮，避免在加工過程當中出現震動的現象，從而導致出現變形。

3 工藝改進方法

在前期工藝設計大多采用高度仿真的專業技術，并且也需要模擬出真實的工藝系統，聯系該系統的特征找出最適合的改良方法。數控加工技術的基本內容包含了幾何與物理仿真兩個方面，幾何主要就是將機床、刀具、工件等物品，根據刀具的實際情況，觀察檢測存在的問題，而物理仿真是為了制造出工藝模型，用于分析微觀理念下的誤差值。

以切割為例，在設定刀具路徑時首先應當考慮到工件是否存在變形等問題，假如在加工過程中出現變形，那么就足以證明工藝存在問題。而當前大多數的薄壁零件，其主要特征就是輕，但是強度卻沒有明顯變化。因此，目前薄壁零件總的發展趨勢是輕量化，但由于重量輕，也容易導致強度不足。但是強度過高也容易導致數控設備磨損速度過快，提高經營成本，因此，這就存在很大的矛盾點，想要讓零件變得越來越輕薄，但是加工難度也在不斷提高。這一系列的問題就要求操作人員在進行加工時，必須考慮到路徑問題，要仔細觀察工件在進行加工時所遇到的各種情況，根據實際情況隨時做好調整路徑的準備，確保刀具始終都能夠在預設的軌道當中正常運行工作，要極力避免因為路徑出現誤差，從而導致被加工產品出現異常的情況。此外，對于刀具路徑的修改和彌補，也能夠在很大程度上降低因為零件變形反彈而產生的誤差值。當工件夾緊或者在進行切割時，其切割速度快慢與角度高低都會影響被加工物品的狀態，從切割角度來看待這個問題，還需要根據科學合理的方法進行檢驗，同時，還可以采取其他手段對其實行輔助操作。例如，適當增加刀具前后角度，那么就可以有效調控切割速度以及刀具之間摩擦力度。

4 結語

當前，加工工藝的進步相當快速，對于數控加工行業的快速發展也起到了很大的推動作用，在目前也運用于各大加工工業當中，如航空航天、機械制造等。目前，人們對于薄壁零件數控加工工藝的要求也不斷提高，要求其具備比以前更好的質量，以便于滿足當前現代加工行業的需求。對于薄壁零件數控加工工藝而言，能夠影響加工工藝質量的因素有很多，如零件裝夾、切割角度、走刀方式與路徑以及加工路線等。因此，作為專業人員必須掌握這些因素，同時，還需要了解改進加工工藝的方法，這樣才能夠推動該行業繼續發展。

【參考文獻】

【1】張翠翠，趙京鶴.薄壁零件數控加工的影響因素及優化方法[J].機電信息，2019（26）：94-95.

【2】尹子兵.薄壁零件數控加工工藝優化方法[J].內燃機與配件，2018（23）：124-125.

【3】張本忠.淺談薄壁零件數控加工工藝質量的改進方法[A].中國職工教育和職業培訓協會秘書處.中國職協2017年度優秀科研成果獲獎論文集（一二等獎）[C].中國職工教育和職業培訓協會秘書處，2018：6.

【4】張雅瓊.薄壁零件車工夾具設計[J].中國高新技術企業，2010（12）：35-36.