薄壁零件數(shù)控車工加工工藝的探討

湯蔡松

摘要： 對于工業(yè)生產(chǎn)來說，薄壁零件不僅重量較輕，同時(shí)結(jié)構(gòu)密度優(yōu)質(zhì)，節(jié)約性能好，因此得到了廣泛應(yīng)用。但是，薄壁零件的剛性和強(qiáng)度較差，在加工過程中，切削振動(dòng)以及加工變形的概率也隨之提升。這不僅降低了加工質(zhì)量，也影響了整體生產(chǎn)速度。基于此，本文首先對薄壁零件進(jìn)行了相關(guān)概述，然后分析了薄壁零件加工工藝的影響因素，最后提出了優(yōu)化薄壁零件數(shù)控加工工藝的建議，期望能為工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，提供一些有價(jià)值的參考。

Abstract： For industrial production， thin-walled parts are widely used because of their light weight， high structural density and good saving performance. However， due to the poor rigidity and strength of thin-walled parts， the probability of cutting vibration and machining deformation also increases in the machining process. This not only reduces the processing quality， but also affects the overall production speed. Based on this， this paper first summarizes the thin-walled parts， then analyzes the influencing factors of the machining process of thin-walled parts， and finally puts forward some suggestions to optimize the NC machining process of thin-walled parts， hoping to provide some valuable references for industrial production practice.

關(guān)鍵詞： 薄壁零件;數(shù)控車工;加工工藝

Key words： thin wall parts;CNC lathe worker;processing technology

中圖分類號(hào)：TG659????????????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??????????????????????????? ????? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）21-0101-02

0? 引言

處于高科技環(huán)境中，薄壁零件高效精度的數(shù)控加工技術(shù)為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶來全新發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)該項(xiàng)數(shù)控技術(shù)也提高了制造企業(yè)核心競爭力，不僅如此，通過薄壁零件也能體現(xiàn)出國家制造業(yè)水平。雖然汽車制造業(yè)以及軍工業(yè)等各領(lǐng)域中均廣泛應(yīng)用了薄壁零件，但是，加工薄壁零件過程仍舊存在諸多問題，在加工過程中難免會(huì)生產(chǎn)出個(gè)別不符合要求的零件，出現(xiàn)零件浪費(fèi)情況[1]。因此，對薄壁零件工藝問題分析研究顯得十分重要，對薄壁零件加工方式進(jìn)行優(yōu)化與完善，從根本上解決當(dāng)前薄壁零件加工過程中出現(xiàn)的諸多問題，使薄壁零件的質(zhì)量與精度得到保證，從而提升整個(gè)零件加工過程中的合格率。

1? 薄壁零件概述

眾所周知，壁薄是薄壁零件最大的特點(diǎn)，但從另一方面來說，其還具備其他兩種特點(diǎn)，即抗變形能力低和強(qiáng)度差。在實(shí)際加工過程中，薄壁零件的變形與否深受諸多因素的影響，包括切削、熱力、顫振、表面硬化等等。數(shù)控加工的整體流程包含設(shè)計(jì)與編程、加工與監(jiān)控和成品檢驗(yàn)等三個(gè)部分[2]。針對薄壁零件加工而言，零件變形不易控制是其最為明顯的問題，可見，薄壁零件的加工對各個(gè)方面均提出了較高的要求，如切割工藝、切割刀具、裝夾方式、加工技術(shù)等等。

2? 薄壁零件加工工藝的影響因素

現(xiàn)階段，工業(yè)生產(chǎn)的最大瓶頸即是如何確保薄壁零件的加工精度，因?yàn)楸”诹慵弑惠p量化的動(dòng)態(tài)性能，所以，在數(shù)控加工期間，薄壁零件極有可能會(huì)出現(xiàn)一些不良狀況，比如損壞、變形等[3]。對此，深入研究精度的影響因素具有重要的意義，這樣才能將薄壁零件加工精度提升上來。但在零件加工過程中，很容易出現(xiàn)變形情況，經(jīng)過分析零件精度影響因素后，發(fā)現(xiàn)對其造成影響的因素主要包含以下幾點(diǎn)。

2.1 力因素致使薄壁零件變形

薄壁零件壁以及加工過程中所使用的材料壁較為輕薄，長期處于這種情況下，外力會(huì)對薄壁零件以及原材料產(chǎn)生較大影響，并且在加工過程中，外力會(huì)導(dǎo)致材料發(fā)生變形，從而對薄壁零件帶來不必要的影響，嚴(yán)重情況下，會(huì)直接影響薄壁零件的使用，同時(shí)制作薄壁零件時(shí)，薄壁零件也會(huì)受到零件裝夾的影響，如果零件裝夾的作用力較大，那么薄壁零件所承受的重力會(huì)超出自身范圍。因此，會(huì)影響薄壁零件的使用。

2.2 熱因素致使薄壁零件變形

在實(shí)際制作過程中，薄壁零件極有可能會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，究其原因主要是因?yàn)楸”诹慵|(zhì)量較輕。相比傳統(tǒng)零件而言，薄壁零件在制造過程中對熱量的控制十分注重，總體來說，因薄壁零件在切割和打磨過程中需進(jìn)行加熱處理，所以，掌控好加熱的精確度尤為重要，只有在確保加熱精確度的前提下，才能保證薄壁零件不會(huì)出現(xiàn)變形狀況[4]。但針對國內(nèi)當(dāng)前數(shù)控車工加工的技術(shù)來說，薄壁零件在實(shí)際生產(chǎn)期間，很容易接觸到過多的熱量使得薄壁零件發(fā)生變形，從而導(dǎo)致薄壁零件的生產(chǎn)質(zhì)量受到影響。

2.3 震動(dòng)因素導(dǎo)致薄壁零件變形

在數(shù)控加工過程中，薄壁零件需要進(jìn)行切削加工，與此同時(shí)，在切削薄壁零件期間會(huì)發(fā)生震動(dòng)。因此，薄壁零件對數(shù)控車工的加工精確度提出了較高的要求，如果零件出現(xiàn)了一定的差距，勢必會(huì)造成更大的損失。薄壁零件在切削期間，一旦加工工藝的精確度出現(xiàn)問題，那么零件很容易出現(xiàn)被切偏的現(xiàn)象，由此不但降低了薄壁零件的生產(chǎn)效率，同時(shí)也浪費(fèi)了原材料。

2.4 其他因素

其他因素也是影響薄壁零件數(shù)控車工加工工藝的重要因素。首先是人為的操作因素，如果在實(shí)際加工制造期間，相關(guān)人員未按照薄壁零件的相關(guān)流程操作，那么零件勢必會(huì)出現(xiàn)瑕疵，很難達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，再加上未及時(shí)將切割期間產(chǎn)生的碎屑和垃圾清理干凈，也能導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)碎屑堵塞狀況，這一系列因素均能直接影響到制作設(shè)備儀器的精確度;其次是加工工藝和機(jī)械設(shè)備因素，比如：薄壁零件在實(shí)際制作期間，倘若切割的角度和切割的儀器設(shè)備出現(xiàn)問題，不但能影響到薄壁零件的數(shù)控車工加工工藝的效率，同時(shí)也會(huì)影響到薄壁零件的數(shù)控車工加工工藝的質(zhì)量。

3? 優(yōu)化薄壁零件數(shù)控加工工藝的措施

3.1 對所加工零件的特性進(jìn)行分析

在使用數(shù)控車床加工薄壁零件時(shí)，相關(guān)人員必須要對兩個(gè)問題提高重視程度，即零件加工精度和裝夾的定位。其一，裝夾定位分析，在采用數(shù)控車床對零件加工過程中，不僅要考慮到薄壁零件加工精度問題，同時(shí)也要對零件裝夾的可靠度加以考慮。在精密的薄壁零件數(shù)控加工環(huán)節(jié)當(dāng)中，不僅僅要分析出零件的定位和夾緊裝置，而且也要分析出引起零件變形的外力作用的大小和方向，然后再設(shè)定出與其相符的專用夾具。倘若零件受力大、工件剛性不充足，極有可能會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)狀況，另外，要想提升薄壁零件的剛度，也需要對臨時(shí)增加零件壁厚的方法加以考慮，例如松香、明礬等材料，只能在完成零件加工后在進(jìn)行清除;其次分析薄壁零件的加工精度[5]。FANUC0i是當(dāng)前最為常用的數(shù)控系統(tǒng)，且在該項(xiàng)系統(tǒng)中，包含兩種螺紋編程指令，即G76復(fù)合形螺紋削循環(huán)和G92螺紋車削循環(huán)。G76的車削過程是斜入式，其主要是通過側(cè)刀刃車削零件，優(yōu)點(diǎn)在于避免刀刃磨損，但缺點(diǎn)在于生產(chǎn)出來的螺紋會(huì)發(fā)生凹凸不平或刀尖角度不標(biāo)準(zhǔn)的狀況，從而導(dǎo)致牙型精度降低，若是應(yīng)用指令G92進(jìn)行加工，雖然能提升牙型的精度，但其車削方式為直進(jìn)式，會(huì)產(chǎn)生較大的車削力，由此不但能限制到切屑的排放，而且也會(huì)磨損刀刃。

3.2 選擇科學(xué)合理的工藝工序

薄壁零件數(shù)控加工工藝在制定加工工序與路線的過程中要保證整合流程的科學(xué)性與合理性，只有如此才能夠從根本上確保零件的質(zhì)量。對于制造企業(yè)而言，通常將分析薄壁零件變形規(guī)律作為重要內(nèi)容，并從中知曉薄壁零件變形規(guī)律，在零件加工過程中要將零件加工出現(xiàn)的變形概率降到最低，并提高零件變形問題的重視程度，選擇合理定位的過程中應(yīng)將加工過程中的受力分析以及生產(chǎn)零件的技術(shù)要點(diǎn)與要求作為主要依據(jù)，使零件定位面與緊密貼合定位元件之間的接觸更加密切，最大程度上降低薄壁零件生產(chǎn)加工中出現(xiàn)震動(dòng)變形的現(xiàn)象[6]。在薄壁零件加工的過程中工序路線選擇的合理性主要包括定位基準(zhǔn)的選擇以及零件夾緊方式的選擇，在整個(gè)生產(chǎn)加工流程中要確?；鶞?zhǔn)一直處于一致狀態(tài)，加工余量的分配一定要以科學(xué)合理為基礎(chǔ)，當(dāng)針對零件相同而部分不同的零件實(shí)施靜加工的過程中，要結(jié)合零件的加工的部位以及現(xiàn)場加工情況使用的加工順序一定要具備合理性。

3.3 改善薄壁零件制作的精準(zhǔn)度

薄壁零件制作精準(zhǔn)度在不斷提升的同時(shí)，薄壁零件數(shù)控車工加工的工藝水平也會(huì)隨之提升，薄壁零件加工過程中受小零件裝夾的影響會(huì)受到數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用而得到有效降低，使薄壁零件制作的精確度得到有效提升。在薄壁零件加工過程中要對零件裝夾過程中對加工中所產(chǎn)生的作用力進(jìn)行評估，在分析作用力的過程中一定要科學(xué)合理，使得固定零件的作用力設(shè)置更加合理性。除此之外，還要對切割方式進(jìn)行不斷完善，切割機(jī)械設(shè)備要定期更換與完善，盡可能的選用誤差小精確度高的切割設(shè)備進(jìn)行加工過程中的切割，進(jìn)而提升了薄壁零件制作過程中的制作效率、制作質(zhì)量以及零件的精準(zhǔn)度。

3.4 不斷完善薄壁零件的制作管理制度

對于薄壁零件數(shù)控車工加工工藝而言，會(huì)隨著薄壁零件的制作管理制度的不斷完善而提升整個(gè)零件制作水平。薄壁零件制作管理制度的不斷提升能夠最大程度上降低由人為因素而導(dǎo)致的零件加工失誤事件的發(fā)生幾率，在薄壁零件加工過程中要實(shí)施責(zé)任制，將各個(gè)薄壁零件加工環(huán)節(jié)落實(shí)到每個(gè)個(gè)體，在此過程中由專人進(jìn)行管理與監(jiān)督，只有如此才能夠使薄壁加工的加工效率以及加工精確度得到有效提升。

3.5 提升薄壁零件制作人員的創(chuàng)新觀念

對于薄壁零件制作而言，要想提升研究人員工作的創(chuàng)新能力以及與工作效率就必須要對其工作的積極性以及主動(dòng)性進(jìn)行激發(fā)，只有如此才能夠提升研究人員的創(chuàng)新意識(shí)，從根本上提升了薄壁零件數(shù)控工藝[7]。提升制作人員的創(chuàng)新意識(shí)要定期組織相關(guān)研究人員進(jìn)行溝通與交流，只有如此才能夠保證薄壁零件制作隊(duì)伍的專業(yè)性與技術(shù)水平。在傳統(tǒng)制作過程中不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)國家的制作理念與技術(shù)，以此來保證薄壁零件數(shù)控加工工藝的有效提升。

4? 結(jié)束語

受經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速提升的影響，制造業(yè)對于薄壁零件加工工藝提出了更高的要求。在生產(chǎn)加工過程中要從企業(yè)自身情況出發(fā)，對現(xiàn)階段薄壁零件數(shù)控加工工藝方面進(jìn)行研究與分析，結(jié)合目前數(shù)控加工所使用的方式來講，加強(qiáng)生產(chǎn)工藝過程中的分析，對薄壁零件加工中的方案與設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，使薄壁零件加工生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)得到有效提升，使加工過程中的生產(chǎn)效率與加工質(zhì)量得到有效提升，帶動(dòng)薄壁零件數(shù)控加工工藝整體水平的發(fā)展，進(jìn)一步提高零件加工的精確度，生產(chǎn)出對環(huán)境污染小、表面質(zhì)量好、符合現(xiàn)代加工工藝要求的薄壁零件，最終使產(chǎn)品立于不敗之地，使制造企業(yè)的競爭力得以提高。

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