零件加工范文

导语：如何才能写好一篇零件加工，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：卡环；变形；工装

前言

某卡h零件主要结构为薄壁半环形，上下一对儿配合使用。图1所示为上卡环、下卡环零件模型，外圆处直径φ170mm，最薄处壁厚仅为2mm，两侧为凸出的连接法兰，外圆为圆弧面，内腔为T型槽，结构较复杂。加工过程中采用上下组合加工的方法，在加工出主要尺寸要素后，再完成切断。加工选用φ210x35mm的管料，两端凸出法兰导致零件余量分布不均匀，内应力引起的变形导致外圆φ170 mm、法兰孔的距离181±0.2mm等尺寸保证困难。

1 主要加工要素和技术要求

零件的主要结构及尺寸如图1所示（上、下卡环未切开前）。

2 主要技术难点

2.1 零件刚性差变形大

上、下卡环结构为半圆环薄壁零件，外圆直径φ170mm，最薄处壁厚仅为2mm，双手握零件两侧稍微用力即可变形几个毫米。两侧凸出的连接法兰高出外圆近15mm，导致各处余量不均匀，内腔为T型槽，整体加工完成后再切开时变形较大。

2.2 定位装夹困难

零件外圆为弧面，且两侧有凸出的连接法兰高出外圆近15mm，导致装夹比较困难。还有零件为薄壁结构，装夹力的影响比较大，采取合适的装夹方式，尽量减小装夹变形是保证尺寸的关键。

3 工艺方案及措施

3.1 工艺设计

零件半圆环结构，加工刚性差，不易于装夹，采用组合加工加工出零件的外形和内腔尺寸，最后再用线切割切开的方法。由于余量去除较大，所以在工艺设计时按照粗加工、修正基准、精加工、时效去应力、再切开的思路安排工艺路线。

3.2 零件粗加工

工艺安排时先对材料进行调质，提高材料机械加工性能，然后粗车内孔外圆，35工序平面磨加工两端面保证平行度0.01mm。45工序以外圆定位，线切割切零件外形，保证同轴度φ0.3mm。在两端法兰分别加工1.8 mm“一”字槽两处，为后续精加工工序定角向提供基准。

3.3 零件精加工

3.3.1 零件内孔加工。55工序数控车精加工零件φ161.4 mm内孔和φ165.8 mm沟槽（图3）。数车装夹采用外圆粗定位然后找正内孔的方法。由于线切割粗加工外形后零件有变形，因此工装设计定位孔时外圆处均匀留0.2mm间隙，避免了装夹变形，压板采用四点压紧定位。加工过程中，采用分层切削的方法，先粗加工内孔和内槽，然后松开压板释放应力，再重新找正压紧进行精加工，使零件在粗加工阶段产生的应力能提前得到释放。

3.3.2 零件外形加工。60工序在立式加工中心上用成型铣刀精加工零件外圆弧面。本工序利用内孔定中心，线切割工序加工法兰“一”字槽定零件角向，盖板配合压紧零件。由于零件内孔与工装定位凸台以及定位销与法兰“一”字槽存在间隙，导致零件壁厚不能很好保证。因此工装设计采用过定位的方案，即在两端法兰 “一”字槽各插入一个定位销，较好地解决了壁厚不均匀的问题。

70工序在卧式加工中心上加工法兰上的连接孔。定位方法同60工序，60工序内容也可合并入本工序加工。

80工序线切割，两端孔定位，拉平零件，沿“一”字槽方向从两侧对零件完成切断。由于孔底的壁厚公差较严，零件被切开时可能变形导致该尺寸无法保证，因此线切割装夹时共设计4个压板，每个法兰上面一个，控制零件在机床上无法变形。

4 应用效果

通过两个批次的验证，零件合格率98%以上，很好地解决了零件因变形、薄壁、加工刚性差等而导致的变形问题。

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一、引言

零件在加工过程中由于各种因素导致变形是无法消除的，零件在加工中变形的大小除了与零件本身材质、结构有关系外，也与加工中零件的装夹方式、刀具选用、切削用量及冷却液的选择等有很大的关系。材质、结构与其用途有关，有时是无法取代的，因此，我们在零件材料一定的情况下，必须从加工过程中想办法，比如采用正确的装夹方式、合理选用刀具、切削用量、冷却液等，这些是减少零件变形的关键所在。

薄壁零件变形最大，最难控制，主要原因是薄壁零件刚性差、强度弱，在加工中极易产生变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。由于薄壁零件重量轻、结构紧凑，应用极为广泛。因此，为了让学生学习加工薄壁零件，笔者特意选择了结构不容易变形、精度要求不高、表面曲面粗糙度要求较高的旋钮图案（图1）。

二、工艺分析

零件材料为铝合金。

零件结构分析：零件总体结构比较简单，但属于薄壁腔体零件，壁厚仅有1mm。加工中要去除大部分材料，会产生铣削热量，从而导致零件产生热变形，这一点是我们制定工艺方案前必须考虑的。薄壁零件加工的影响因素主要还有以下几个方面：

① 装夹时零件产生弹性变形，严重影响加工表面的几何精度和位置精度；

② 切削力作用使零件产生变形；

③ 机床、附件、夹具本身刚性不足，影响加工精度；

④ 切削振动也是造成加工误差的重要原因；

⑤ 零件的厚度要保证均匀；

⑥ 保证零件表面的粗糙度。

上述诸原因，我们在加工前就要逐一解决，制定加工的方案。

我们加工采用的数控铣床是发那科系统的华亚数控铣床，转速最高为6000r/min，进给最高F为8000mm/min，装夹工件只有平口钳，铣刀材质为高速钢，毛坯为70X70X20mm。

三、加工过程

1.选择装夹方式

由于该零件属于腔体薄壁零件，在铣削加工中不能按常规采用平口钳装夹，因为平口钳装夹使零件受力情况不理想。零件在加工中随着大部分材料的去除，其垂直受力方向有变，因而产生变形。但是工件并没有对精度要求很高，保证视觉上的完整就可以了，我们也只有平口钳可以装夹，因此，在教学过程中，选择了平口钳装夹的方式。为了避免夹坏工件，要求力度不能太大，工件用铜片包裹装夹，装上平口钳以后用手大力摇不动就行。刚开始加工由于毛坯比工件高出8mm，所以只要装夹4～6mm就可以了。

2.对刀方法

无论正反面，都是利用平口钳的平面作为Z轴高度基准来对刀，比如：毛坯安装以后，最高面到平口钳平面的高度为15.7mm，对刀的时候把这个高度差定为15mm，通过机床坐标来把Z轴零点设在毛坯表面，更换刀具的时候统一用这种方法，避免了加工后的毛刺妨碍Z轴对刀仪的摆放，又可以迅速更换刀具，保证了对刀的精度。

3.刀具选择

数控加工对夹具的要求可以从以下两个方面考虑：尽可能做到在一次装夹后能加工出全部或大部分待加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率和保证加工精度；尽量采用组合夹具、通用夹具，避免采用专用夹具。

刀具的选择要求如下：要根据零件材料的性能、加工工序的类型、机床的加工能力以及准备选用的切削用量，来合理地选择刀具。例如，对于铣削平面零件，可采用端铣刀和立铣刀；对于模具加工中常遇到的空间曲面和铣削，通常采用球头铣刀或带小圆角的鼻型刀。立铣刀有平头刀（r=0）、球头刀（r=R）和鼻型刀（r

在凹形轮廓铣削加工中，选用的刀具半径应小于零件轮廓曲线的最小曲率半径，以免产生零件过切，影响加工精度，如图3所示。在不影响精度的情况下，刀具半径尽可能取大一点，以保证刀具有足够的刚度和较高的加工效率。

旋钮图案对上表面的粗糙度要求很高，在工件铣平面的时候留0.2mm，表面有曲面和平面相切，因此，采用圆鼻刀来兼顾曲面和平面，可以一起加工，保证了加工中的连贯性，避免了更换刀具带来的误差。

薄壁零件加工教学

4.旋钮的分析与加工

编程的软件采用CAXA制造工程师2011版，如图1所示的零件是我校实施数控铣床项目教学的一个旋钮实训项目，该零件是针对学生学完多面加工后，学习薄壁加工的综合实例，该旋钮的加工工艺比较复杂，同时也是难点。需要保证表面粗糙度，保证零件的变形不能太大，工件装夹比较麻烦，尤其是反面加工内壁的时候。

（1）零件构图十分简单，通过几个简单的步骤（图4）就可以完成实体构图。

（2）刚开始加工上表面时使用直径16的白钢刀，粗加工就可以，层高3mm，转速S为3800r/min，进给量为1200mm/min，用轮廓线精加工来编程，而上表面曲面余量则是用等高粗加工来完成。精加工曲面时要注意选择不同的加工方法，加工的曲面会有不同的粗糙度，为此我们尝试了等高精加工、参数线精加工、扫描线精加工、轮廓导动精加工等方法来进行试验。试验证明：等高精加工刀路不均匀，加工时间太长，出现重复加工，提刀次数密集；参数线精加工计算时间太长，中间平面无法加工；扫描线精加工从电脑显示的刀路来看比较好，刀路均匀，没有太大问题，但加工出来后工件表面光洁度、粗糙度都不能满足要求（图5）；轮廓导动精加工刀路均匀，电脑编程计算速度在之前几个精加工中最快，占用的内存也最少，因此，传输的时间也变短了，加工出来后表面会有一条进刀痕较为明显（图6），但是触摸起来并没有什么问题，总的来说是最优的。

内壁如何加工决定了壳体的厚度和零件变形的程度。由于毛坯的厚度有20mm，而零件高度是12mm，因此，在上表面加工外形时，我们特意把深度加工为14mm，反面加工的时候装夹好，简单地对XY轴进行对刀，Z轴则要利用平口钳的平面来对刀计算高度，用铣平面把多余的材料切掉，通过不断的Z轴零点的调整来保证零件12mm的高度，然后再换上分中棒进行精确分中。这里的关键是在Z轴的对刀上，比如：使用Z轴对刀仪来对刀，对刀仪放在平口钳的平面上，对好以后的高度是50mm，而工件Z轴零点距离平口钳的平面是5mm，那么刀具最低点离工件零点是50-5=45mm，只要在机床输入“Z45.”就完成Z轴对刀了。之后更换的刀具也是使用同一种方法去对刀，同样是输入“Z45.”，这样就保证了统一的基准，缩小了零件厚度的误差，避免换刀以后对刀出现大的误差而导致工件严重报废。

对刀以后将是对内壁进行加工，切削用量图7对切削力的影响是至关重要的。精加工薄壁零件一般应降低和控制切削用量，增加切削次数，匀速切削，以便减少切削力和切削热。若切削面积相等，增加走刀量比增加切削深度的切削力小。而切削速度对切削力的影响是不断变化的，一般应采用较高的切削速度。所以选用合理的切削参数是传统加工薄壁零件时所应考虑的重要措施之一。因此，在加工内壁时无论使用何种刀具切削深度都要较少，机床的转速只有6000r/min，选择加工的层高参数是平时使用的层高的一半以下，而进给量是平时的一倍以上，加工时再根据实际加工来调整进给量。加工旋钮上表面时，底部留了3mm高，1mm的余量，在反面加工时采用双面对称去除余量方法，即在加工中交错进行薄壁两面的加工（CAXA制造工程师中的等高精加工使用XY优先加工方法），但是，在这之前要先进行粗加工，余量留0.5～1mm为好，通过提高零件薄壁的刚性来减少零件的变形，最终我们就可以加工出想要的工件了（图7）。

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关键词： VNUC；数控铣削；仿真加工

中图分类号：K826.16文献标识码： A

为了缓解学生多，数控设备少的局面，很多院校都利用仿真软件进行数控教

学与实习操作；作为一名从事数控编程与操作的专业教师，结合自身实践经验，发现仿真软件在数控教学中起到桥梁作用，既能缓解实习教学与数控设备少的矛盾，使理论与实践有机地结合，又能提高学生的感官认识，刺激其学习的主动性，同时又是节约成本、安全有效的教学模式。

本文以VNUC仿真软件对花盘零件进行数控铣削的仿真加工为例，发现数控仿真软件不仅弥补了数控设备不足而无法满足学生实际动手操作训练的缺陷，同时也是提高学生学习数控编程与加工的兴趣的有效途径。

图1 图2

将毛坯加工成图1所示的模型，零件尺寸如图2所示。毛坯为φ50铝棒料，完成数控铣削。

一、零件图纸及工艺分析

1.零件图纸分析

如图2所示花键零件图，分析图纸零件加工内容包括六边形的加工、六个键槽的加工，键槽宽度和长度要求尺寸公差均为±0.03mm，所以应分粗精加工。中间部分是一个阶梯孔，无尺寸精度要求。毛坯为φ50铝棒料。

2.工艺分析

（1）加工方式：由零件图纸分析和所给毛坯可知，该零件需要进行铣削和钻削加工。

（2）工件的装夹与定位：该零件装夹选用通用夹具平口钳。为了在一次装夹后能完成所有的加工内容，首先应该在毛坯上加工出两个工艺平面作为工艺装夹面，依此进行装夹，然后进行加工。加工完毕后再将此工艺面去除掉。

（3）加工刀具的确定：根据零件图纸分析的加工内容，选用一把φ6的三刃立铣刀加工外轮廓以及φ14的孔。选用一把中心钻和一把φ10的麻花钻加工通孔。

（4）切削用量的确定：铣刀加工主轴转速600r/min 进给速度80mm/min麻花钻主轴转速500 r/min 进给速度50 mm/min

（5）确定工件坐标原点：该零件为对称零件所以工件坐标原点和程序原点应放在对称中心上。

3.加工程序

%0001

G54 G90 G0 X0 Y0 Z100

M03 S500

Z50

X40

Z5

G01 Z-10 F100

D02 M98 P1000

G01 Z-20 F100

D02 M98 P1000

G91 G28 Z0

M06 T02

G43 H02 G90 G0 X0 Y0 Z1000

M03 S500

G0 Z5

X0 Y0

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P60

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P120

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P180

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P240

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P300

D03 M98 P1100

G91 G28 Z0

M06 T03

G90 G43 H03 G0 X0 Y0 Z100

M03 S500

Z50

G98 G83 Z-25 R5 Q-10 K5 F30

G0 Z100 M05

M06 T02

G43 H02 G0 Z50

Z5

G01 Z-5 F100

D03 M98 P1300

G0 Z100 M05

M30

%1000

G41 G0 X40 Y19.22

G03 X20.78 Y0 R19.22

G01 Y-12

Y-24 X0

X-20.78 Y-12

Y12

Y24 X0

X20.78 Y12

Y0

G03 X40 Y-19.22 R19.22

G40 G0 Y0

M99

%1100

G41 G0 X40 Y0

Y5

G0 Z-5

G01 X14 F100

G03 X10 Y1 R4

G01 Y-1

G03 X14 Y-5 R4

G01 X40

G0 Y0 X40

Z5

G40 G0 X0 Y0

M99

%1300

G42 G01 X7 F100

G02 I-7

G40 G01 X0

M99

二、数控仿真加工步骤

2.1打开机床和数控系统

打开“开始”菜单，在“程序/数控加工仿真系统/”中选择“数控加工仿真系统”点击，进入系统，点击“快速登录”进入系统主界面。

2.2 选择机床

点击菜单“机床/选择机床…”，在选择机床对话框中控制系统选择FANUC，机床类型选择铣床并按“确定”按钮。

2.3 机床回零

在操作面板的MODE旋钮位置点击鼠标左键，将旋钮拨到REF档，再点击JOG加号按钮，此时X轴将回零，同理可将Y、Z轴回零。

2.4 安装零件

从菜单栏“工艺流程” 中选择“毛坯”，打开毛坯管理窗口，从中建立新毛坯，并安装合适的压板。

2.5 输入NC程序

数控程序可以通过记事本或写字板等编辑软件输入并保存为文本格式文件，也可直接用FANUC系统的MDI键盘输入。

2.6 检查运行轨迹

将操作面板中MODE旋钮切换到AUTO模式，按键，然后点击操作面板上的自动运行按钮start，即可观察数控程序的运行轨迹，此时也可通过“视图”菜单中的动态旋转、动态放缩、动态平移等方式对运行轨迹进行全方位的动态观察。如运行轨迹正确，表明输入的程序基本正确。

2.7 对刀

使用手动进给移动机床，并结合“辅助视图”对好刀具的基准，然后将值输入系统。其操作过程如下：

1）安装基准。

2）将对刀仪移近工件表面，打开手轮和辅助视图，继续移动对刀仪直到与毛坯的一面接触，得到某轴坐标值。

3）依同样方法得到另两轴坐标值。

4）将坐标值输入到G54坐标系。

2.8 自动加工

在开始加工前检查倍率和主轴转速按钮，然后开启循环启动按钮，机床开始自动加工。加工完毕的效果见图1。

参考文献：

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关键词：典型零件；加工工艺；分析

机械设备是发展工业建设国防现代化的基础，它是由不同的机械零件构成的，而这些零件则是通过不同的工序生产出来的。当前很多零件已经可以用精密的铸造仪器以及冷压处理的方法进行量产，但绝大多数典型零件都是依靠普通的机床生产出来的。这类零件虽说在精度上没有较为严苛的要求，但就其生产工艺来说，还是有其独特的特殊性，因此在实际生产中要注意这类零件的技术要求，在现有的加工工艺上要提高质量。

1典型零件机械加工的基本原则与步骤

1.1原则

实际生产中，企业如果想要在保障产品质量的前提下提高生产效率并且降低成本，需要遵循以下原则：首先是技术上的先进性。合理地选择行业内先进的生产技术以及生产管理经验，能够营造出良好的劳动条件，在提高生产效率的同时也能够提高产品的质量。因此典型零件生产企业应该保持技术上的先进性，但需要注意的是新技术的选择应该以企业原有的生产条件为基础，若违背这一原则即使革新生产技术也必然会起到反效果。其次是经济方面的合理性。很多零件在技术属性以及生产工艺要求方面都存在较为明显的区别，因此实际生产中企业通常会制定几套不同的生产方案，以保证零件的技术要求能够达标。如果单纯从技术角度比较不出方案的优势，则应该进行成本方面的核算，在保证质量的前提下应该尽可能地选择成本较低的生产方案。“少花钱，多办事”，尽可能地利用现有的生产条件来进行生产。最后在典型零件生产过程中，应该营造出良好的劳动条件。在生产过程中采用自动化的作业方式以此来降低工人的劳动强度，保障他们的生命安全。革新现有的生产管理方式，尊重一线员工为企业做出的贡献，制定出完善的激励措施激发他们的工作热情，以此来为企业创造一个良好的发展前景。[1]此外，保证生产规程的完善性与正确性，让其真正发挥指导生产以及操作的作用。

1.2步骤

综合实际经验分析，很多典型零件的加工步骤都带有一定的相似性，具体来说主要分为以下几个步骤：首先由本阶段不同零件的生产计划入手，确定各个型号的典型零件的实际生产数量。然后对各类机械零件的加工工艺进行分析，分析的重点主要集中于以下几个方面：对不同零件的作用以及技术要求进行分析，对不同零件的加工尺寸进行分析；对零件的形状、表面的粗糙程度、热处理性能等参数进行分析。最后需要完成的是根据零件的生产数量以及技术难度来确定毛坯制造的最佳方式，确定各自的机械加工工艺路线以及每道生产工序应该达到的效果，在此基础上综合企业的生产能力选择合适的加工设备。为了保证实际的生产质量，还应该明确各类典型零件加工工艺的检验方法并且将工艺文件填写完整。

2典型零件的分类、功用以及技术要求

根据零件的功能、加工工艺及结构方面的区别，我们将其分为箱体类、齿轮类、轴类等五种类型。这几种类型也是在机械加工之中最为常见的，更是应用相对广泛的。因此本文就常见的五种典型零件的类型展开了技术讨论。

2.1轴类零件

轴类零件在机械设备中非常常见，几乎在各种类型的机械设备中都能够见到轴类零件的身影。它的基本结构就是一个回转体，用来承受运载过程中造成的负荷及传递扭矩，随着相关技术的不断发展，轴类零件也能够保证回转的精确度。[2]轴类零件的技术要点主要体现在轴上的支撑轴颈以及配合轴颈的表面精度上，其表面精度要控制在IT15—IT19级上，除此之外生产过程中对该类零件的外形精确度也有着非常严格的要求，需要其符合直径公差的相关标准，只有这样才能够使其装配传动件上的配合轴颈与支撑轴颈保持相对精准的位置，两者之间径向圆的跳动单位一般是在0.01mm-0.03mm之间。零件表面的粗糙程度也应该根据机械设备的类型以及零件的功能进行区分，零件表面的粗糙程度不同，其运转速度也会有所区别。

2.2箱体类零件

箱体类零件是机械设备中基础零件的代表，依靠箱体零件才能够将具有相关性的零件个体组合成一个整体，也正是因为箱体类零件的存在，所有与整体相关的零件才能够按照固定的传动关系进行运作，机械设备的功能因此而实现。同样，箱体零件的质量也会直接影响到机械设备的运行精度，更会在不同程度上缩短机械设备的寿命并且影响其运行状态下的性能。平面是箱体零件的设计基准面，实际设计中箱体类零件对构件的平面度以及表面的粗糙程度有着较为严格的要求。孔系是保证箱体类零件能够正常发挥其功能的关键要素，简单来说孔系即箱体类零件上以供其他有相关性的零件进出所需要的规则分布的孔。孔系是生产箱体类零件的难点，实际生产中应该将其尺寸精度严格控制在IT7之内，将其误差控制在误差值的允许范围内，及时根据机械设备的整体精度对相关的技术参数进行调整，以提高箱体零件的生产质量。

2.3盘套类零件

盘套类的零件主要由孔、外圆和端面三个部分组成，其作用是用来支撑和密封设备，而且还能够改变设备运行的速度和方向。盘套类零件除了要根据机械设备以及加工的实际需求来调整零件的尺寸和表面的粗糙程度以外，还需要注意外圆相对孔轴线的同轴度及径向圆跳动的公差。为了确保数据的准确性和科学性，需要对盘套类零件进行车削加工处理。

2.4齿轮类零件

齿轮类的零件主要是根据齿轮的大小来确定速比的差别，以此向不同齿轮零件传递动力和作用速度。对于齿轮类的零件我们接触的是比较多的，其技术要求主要侧重于保证传递运动的准确性以及平稳性，除此之外就是要求载荷要均匀分布于整个零件之上，从而防止某个部分因为外界的高压而出现破损的情况。齿轮类的零件通常情况下需要长时间的转动，因此就需要材料具备一定的耐磨性。除此之外也需要根据不同材料的特性来进行分析：齿轮类的零件若想要满足作业需求，其材料要能够耐高温，并且在冲击荷载和交变荷载下能够保持高强度的运转。

2.5叉架类零件简单来说叉架类零件的作用是通过叉架的移动来调解整个设备的动作，叉架类零件主要包括支架、连杆以及摇臂等零件。这类零件是五类典型零件中结构较为复杂的一类，因此生产时通常需要多道工艺才能够完成，实际生产时应该根据机械设备的要求确定零件表面的粗糙程度以及形位公差，如此才能够保证最终叉架类零件产品的质量。

3总结

在机械设备中典型零件有其独有的作用，机械设备的正常运行需要高精度的零件，也需要典型零件。不同型号以及类别的典型零件在生产时也有着不同的要求，实际生产中只有根据零件的结构特性以及功能特征来选择合适的加工工艺，才能够保证生产出来的典型零件达到相关的技术要求，从而提高零件产品的质量。此外在现有的基础上，我们应该继续推动典型零件加工工艺的革新。上文中笔者对典型零件加工工艺的相关问题进行了探讨与总结。

作者:鲁娟 单位:安徽马鞍山技师学院

参考文献：

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关键词：壳体零件；装夹设计；加工工艺

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2015）06-0089-02

在机械加工中，由机床、夹具、刀具与被加工工件一起构成了这一加工过程的一个整体，这一整体称为机械加工工艺系统。因而，分析机械加工精度的过程，也就是分析这一工艺系统在各种不同的工作条件下以各种不同方式反映工件的加工误差，而机床、夹具又是这一工艺系统的重要组成部分，复杂的零件常用数控加工以达到其各种技术要求，在加工零件之前必须进行工艺规划分析和设计，目的是希望得到使用数控机床后的最佳工艺制造流程，最大限度地提高生产效率。

对于壳体零件，采用数控加工，可有效提高零件质量，安装容易，改善传动性能，延长产品使用寿命，以下图典型零件为例介绍壳体零件的加工过程中的部分工艺。

一、壳体零件的技术要求分析

（1）如图一所示零件，要确保主视图位置公差26±0.02、55±0.02、9.5±0.02，主视图B面与￠15沉孔平面距离31.6±0.02，平行度0.02符合图纸要求。

（2）右视图￠18+0.02孔与￠11+0.02轴承孔有垂直度要求，所以二次装夹所用基准要保持相互垂直关系。

（3）右视图平面与￠11+0.02轴承孔中心有67±0.02位置公差要求。

（4）后视图孔位置与主视图孔位置有同位度要求。

二、在安排工艺流程中主要考虑的因素

（1） 选择最短的加工工艺流程。

（2） 尽量发挥机床的各种工艺特点，追求最大限度地发挥数控机床的综合加工能力特长（多工序集中的工艺特点），应在生产流程中配置最少的机床数量、最少的工艺装备和夹具。

（3）工序集中与工艺加工渐精原则的矛盾。

（4） 在对典型工件族工艺流程的安排中，应妥善安排各台机床和生产线的手工调整和检测等工作，即人工干预的影响。

三、关键装夹工具的解决方案

夹具的作用是使工件相对于机床和刀具具有一个正确的安装位置，因此，夹具的制造误差对工件的加工精度影响很大。一是基准不重合误差，在零件图上确定某一表面尺寸、形状、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确产生的误差，夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，其实际尺寸（或位置）都允许在规定的公差范围内变动。

加工此零件，首先要解决装夹问题，这是加工的前题和准备工作，必须要做好，也就是要制作一套工装夹具，是用来确保￠18+0.02孔与各位置公差达到图纸要求，下面对夹具进行设计。

夹具如图二所示（已省略安装螺丝及零件压紧螺丝），在夹具上设置了两个工位01和02，工位01的定位基准为图示的A、B、C三个平面，三平面于空间构成工位01的坐标标系。此工位的作用：一是用于加工主视图上螺孔，轴承孔，定位孔，通孔和台阶，二是用于加工后视图上的螺孔，定位及沉孔，工位02的定位基准是图示的A1、B1、C1三个平面，同样此平面于空间亦构成工位02的坐标系，其作用是用于加工上视图尺寸￠18+0.02孔，M5螺纹孔，平面到￠11+0.02轴承孔中心距离67±0.02，此夹具的制造关键在于保证两坐标系的平行与垂直关系，夹具制造完后，须经严格检验，方向投入生产加工使用。

四、主要加工工艺规划

（1）利用普通车床和普通铣床分别加工图三所示的件A和B，并组装成图三所示的毛坏。其中外圆￠132.mm车至尺寸，内圆为￠98. mm车至尺寸，壳体高度为55.3mm（图纸要求是55mm，留0.3mm余量），内圆￠125. mm台阶深16.3mm （图纸要求￠124.5+0.3+0.0，深度16. mm，分别留0.5 mm和0.3 mm余量），￠11+0.02孔在车床钻孔至￠10，此孔未精加工之前作为加工4个￠11工艺沉孔时压紧零件用。67±0.02尺寸留1-2mm余量。

（2）加工主视图所需尺寸，在机床上校正夹具的坐标方向并压紧夹具，把模板放置在01工位上压紧，再把壳体放置于模板上，以壳体外圆￠132 mm和镶件80mm尺寸定位工件，用一支M10内六角螺丝穿过壳体￠10通孔压紧零件（见图四），找出内圆￠125. mm中心为加工零点值X1Y1，并把其输入到数控机床内，首先加工4个￠11工艺沉孔，加工￠7通孔时，由于孔较深，为防止钻头拆断，必须采用G83啄钻方式。加工完4个￠11工艺沉孔后，用4支M6内六角螺丝穿过￠11沉孔压紧零件，拆去原先M10压紧螺丝。用中心钻分别定位M4螺纹孔，￠3+0.02孔￠9+0.02孔，中心钻选用英寸中心钻，选用该中心钻的特点是，定位孔时通过深度控制，一次把定位和孔口倒角加工完，减少孔口倒角工序。M4螺纹孔按钻底孔￠3.3后用M4丝攻攻牙，￠3+0.02￠9+0.02孔分别采用钻孔、粗镗、精镗，￠11+0.02孔已有￠10底孔，采用粗镗、精镗。粗镗时单边留0.15余量精镗，这样既可保证加工精度，亦能充分发挥加工中心的高效率性，在加工过程中，为防止铝屑粘刀，提高加工表面粗糙度，必须加冷却液，具体的切削参数，粗镗主轴1500r/m，进给速度50mm/m，精镗主轴转速2000 r/m，进给速度40 mm/m，完成孔的加工后，精铣B面与￠15沉孔平面，B面只有0.3 mm余量，采用￠20平刀一次精铣到尺寸，为避免在B面上留下进退刀痕迹，必须采用切线进退刀方式，切削参数主轴转速S1000 r/m，进给速度为200 mm/m，￠15沉孔平面加工采用￠8平刀一次精加工到尺寸，进刀和退刀也采用切线进刀和退刀方式，加工程式见附表程式0001。完成主视图所需加工尺寸后，利用加工中心Y方向读数测量出67±0.02的实际距离，计算出加工余量，为在02工件加工67±0.02作准备，测量方法是用￠10零位棒，在01工位的加工零点，也是￠11+0.02孔的中心Y向读数为零，再移动Y向工作台，使零位棒接触67±0.02侧面，Y向读数会显示实际距离，这样的测量方法只需用于首件加工，以后加工就不需要。

（3） 上视图尺寸的加工，把零件与模板构成的整体从工位01移置于工位02上（见图四），压紧后，X方向加工零点与01工位数值相同，Y方向加工零点定在￠18+0.02孔中心上。首先用￠16平刀粗铣67±0.02尺寸，加工时根据在01工位测量出67±0.02余量是多少，留0.3 mm余量精铣，粗铣完后用中心钻定位￠18+0.02孔和M5螺纹孔，M5螺纹孔的加工按钻底孔￠4.2后用M5丝攻攻牙，￠18+0.02孔的加工过程，分别采用￠12钻头钻孔，￠16平刀扩孔，￠17.7镗刀粗镗，￠18镗刀精镗，要注意的是，由于￠18+0.02孔较深，钻孔必须采用G83啄钻方式，以方便铝屑排出而防止钻头拆断。镗孔时，要采用刚性好的镗刀，镗孔完后用￠16平刀精铣67±0.02到尺寸。

（4）最后加工后视图面各孔，从02工位拆下模板和零件，把模板重新装夹在01工位上，用壳体外圆￠132和￠9+0.02孔定位后压紧。加工零点和主视图加工零点数值相同，首先用中心钻定位M6螺纹孔，￠5.5+0.02孔，￠11沉孔已加工￠7通孔，直接用￠11平刀扩孔，M6螺纹孔的加工按钻底孔￠5.1后用M6丝攻攻牙，￠5.5+0.02孔按钻底孔￠5.1后用￠5.5镗刀精镗到尺寸。

参考文献：

[1]漆向军.车工工艺与技能训练[M].北京：人民邮电出版社，2009.

篇6

所谓精基准，是指在最初几道工序中就加工出来，为后面的工序做好定位、装夹的准备，在后续的加工中，以它为基准对别的部位进行加工。该零件形状复杂，没有规则的面供我们选取，相比较而言，A、B两孔比C、D两孔更适合用精基准，主要是考虑到以下两个方面。（1）A、B两孔是装配孔（设计基准），这样能使工艺与设计基准重合，符合“基准重合”原则，可以减少尺寸换算，避免因基准不重合而引起的误差。（2）A、B两孔相对坐标系关系简单，而C、D两孔是空间孔，不易定位、装夹。

2.粗基准的选择与加工

粗基准是用来加工精基准时所用的定位面，它应能保证在以后的加工中各加工面的加工余量均匀，以及在后续加工中定位、夹紧牢固可靠等要求。该零件形状复杂，供加工中装夹压紧的部位几乎没有，另外C、D两孔较长，加工过程中如果没有可靠的刚性支撑，会发生振刀，影响孔的加工精度，所以在确定零件毛坯状态时必须考虑周全，为以后加工做好准备，达到事半功倍的效果。图2所示是最后确定的毛坯状态，主要做了以下两处改动。（1）增加了两处带凸台的E、F面，这样在加工中能够方便压紧零件。（2）增加了四处圆柱凸台F，一是起到扩大定位面的作用，二是辅助压紧时起到支撑的作用。实际加工中，第一步按一定的尺寸把E、F面加工出来，将其作为粗基准，为后续加工做好基准。

3.精基准的加工

完成了粗基准的加工后，第二步是对精基准的加工。加工中以第一步加工的面定位，辅以图3所示的零件中心线和A、B两孔中心平分线，对A、B、C、D四孔进行粗加工。这一步加工极为重要，稍有不慎零件的加工将以失败而告终。为了验证所找的基准线是否准确，加工中应注意观察零件的余量分配是否合理。在毛坯试加工时，如果发现不合适时，可以通过调整尺寸对零件进行拯救性加工。后续加工按以下步骤进行：（1）图3中的A、B、C、D四孔粗加工完成后，零件翻面，以A、B两孔定位将图2中凸台E面上的两孔精加工。（2）以图2中凸台E面上精加工的两孔定位，对零件所有的加工部位进行精加工。（3）最后零件翻面将图2中的E、F共6处凸台去除。

4.结语

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关键词：零件；铣削；加工工艺

一、分析零件图，确定安装基准

零件属于盘类零件（如图1），零件上有孔、槽、凸台组成，而且凸台的轮廓由直线和圆弧构成。考虑到零件的结构和形状，还有实际加工时所用的机床的加工特点，选择零件的底面为装夹定位面，夹具采用虎口钳。夹具的夹紧采用的是液压自动夹紧，而且其夹紧力3000N。

考虑到零件的长、宽、高最大尺寸分别为90mm、90mm、

10mm，所以选择毛坯的尺寸为96X104X30的立方体。又考虑到所用的数控铣床的加工能力不太好而且其刚度也较差但是零件的表面粗糙度、尺寸精度等都要求的较高，所以选择的零件的毛坯材料为铝件，因为铝件的切削加工性能好且不需要做热处理加工。

二、确定加工方法和加工路线

（一）选择加工方法。零件的表面及台阶面的的粗糙度要求为Ra=3.2，所以在铣削加工时，可以分别调用CYCLE71/CY

CLE72先粗铣，再精铣的方案。又考虑到选择的零件的毛坯是铝件，其切削加工性能很好且表面无硬皮，所以在铣削加工时采用顺铣的方法，这样可以提高其加工零件的表面粗糙度且可以减少刀具的磨损。在对圆槽进行加工时，考虑到机床的加工的精度和定位的精度较高，所以在加工直径为20mm的圆槽时，可以采用带端刃的立铣刀，调用循环POCKET4进行粗铣和精铣加工，就能够满足零件的加工精度的要求。对于零件上两个螺纹孔2-M6-6H的加工时，可以采用先调用CYCLE83钻孔后用丝锥调用CYCLE84进行攻丝的方法进行加工。对于零件上的两个凹槽可以调用循环POCKET1并且利用立铣刀进行粗铣和精铣将其加工出来。

（二）选择加工路线。在对正八边形的外轮廓和凸台轮廓进行加工时应该采用顺铣的加工方法进行加工，以提高其加工的质量。同时，在刀具切入和切出时，为了避免在刀具的切入和切出处留下进刀和退刀的刀痕，刀具应该沿零件的切向切入和切向切出。所以，根据毛坯的特点，在加工时，选择上表面作为定位基准面，首先按先后顺序粗铣零件的上表面，正八边形及凸台轮廓多余部分，然后在精铣零件的上表面，正八边形及凸台轮廓多余部分，然后在分别粗铣、精铣凸台轮廓，然后再分别粗铣、精铣零件的中心孔，然后分别粗铣和精铣两个凹槽，最后再钻螺纹孔和攻丝。

（三）选择切削用量。考虑到实际所用的立式铣床的性能和加工的特点，其背吃刀量的最大取值为2mm，又由于加工零件的表面的粗糙度要求较高为Ra=3.2，所以在加工时需要进行粗、精加工在粗加工时，选择的轮廓方向进给量为100mm/min，深度方向的进给量为50mm/min。在精加工时，为了保证表面和轮廓加工的精度要求，选择的轮廓方向的进给量为为80mm/min，深度方向的进给量（即FFD）为40mm/min。

（四）选择刀具。在铣削零件的表面，采用面铣刀，调用循环程序CYCLE71进行加工，为了提高零件的表面加工的精度，避免在刀具的结合处产生刀痕，所以在铣削零件的表面时，选择的面铣刀的直径为40mm。为了减少刀具的数量，减少换刀的次数，用以在铣削外轮廓和凸台的部分切削时也选择直径为40mm的面铣刀。在铣削凸台轮廓时，由于受到轮廓凹弧半径的限制，所以在铣削凸台外轮廓时，选择的立铣刀的直径为16mm。在加工螺纹孔时，先采用直径为5mm的麻花钻钻孔，再采用M6的丝锥进行攻丝。在加工直径为20mm的圆槽时，可以选择直径为8mm的立铣刀进行从上往下铣削加工。在加工两个槽时，由于槽宽为10mm，同时也为了减少所用刀具的数量，所以可以采用直径为8mm的立铣刀进行加工。

（五）确定工件加工坐标系。选择工件的上表面的中心作为工件坐标系的原点（在零件的编程时采用零点偏移指令G54可以获得，如G54 TRANS X_ Y_ Z_）。如图2所示。

参考文献：

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关键词：薄壁零件；机械加工工艺；探索

中图分类号： TH162 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）02-180-2

0 引言

如今，薄壁零件的加工问题已经逐渐引起了相关领域的重视。薄壁零件的刚度、强度都较低，很容易在加工的过程中产生形变，从而产生质量问题。薄壁零件主要是指薄壁非管件，其含有盘类、套类以及其他不规则种类的薄壁零件，其造价较低、结构简单，为广大使用者所青睐[2]。但其又十分脆弱，在加工中，只要装夹力、道具以及切削量等其中的一环存在问题，就会对其精确度造成较大的影响。因此，如何有效提高薄壁零件加工过程中的精度是当前工业相关领域亟需解决的问题。

1 对薄壁零件机械加工精度造成影响的因素

所谓的机械加工精度，就是指设计中理想状态下加工后零件所具备的几何参数（主要是指尺寸与形状等）与实际加工出来零件所具有几何参数的误差大小。

在机械加工中，零件加工精度主要由加工零件与道具在加工过程中的位置关系来决定。在加工的过程中，加工系统可能会出现各种类型的误差，从而对薄壁零件的加工精度造成影响，具体来说主要有以下几个方面的因素：

①机床的几何精度与刚性；

②刀具的品质好坏；

③夹具体的几何结构与受力和对零件的装夹方式；

④刀具的受力与形变：

⑤零件的形变；

⑥切削液的种类。

在具体的加工过程中，导致薄壁零件产生形变的主要原因有以下几点：

①焊接造成的影响。薄壁零件很大一部分都是钢板焊接件，还有一部分铝质零件，在焊接过程中，很可能存在没有完全消除焊接应力的情况，导致在后续的程序中这些应力得到释放，从而造成零件的形变。

②装夹造成的变形。在对薄壁零件进行机械加工的过程中，存有多道加工程序，而在每一道程序进行时都会对零件进行装夹，若是装夹方式不合理，从而对零件产生计划之外的应力，就会使零件发生形变。装夹方式不合理导致的零件形变是薄壁零件产生形变的主要影响因素。

③刀具加工造成的形变。在机械加工的过程中，刀具对零件进行切割时会产生应力，若是应力超出允许范围，则会使零件产生形变，对零件的力学性能造成影响。

④其他因素造成的变形。在薄壁零件生产出来之后，许多单位要对其进行出厂前测试，这种压力测试也是导致其产生形变的原因之一。

2 保证薄壁零件机械加工精度的措施

2.1 对薄壁零件的刚度进行提升

在对薄壁零件进行机械加工时，对零件与工件的刚度进行提升是极为重要的。提高加工件与机械之间的接触刚度，比如增大二者之间的接触面积，可以有效减少加工时零件的形变；也可以对薄壁零件的工艺刚度进行提升，比如在零件之间预加载荷，从而对配合间隙与局部产生的预变形加以消除[3]。此外还可以利用弹性模量较大的材料来对接触面的硬度进行提升，从而使加工件的工艺刚度得到有效提高。

2.2 设计科学合理的加工夹具和装夹方法

图1为套类的薄壁零件，其结构相对简单，内外圆直径的差别非常小，因此其强度很低，若是装夹时对其造成的装夹力过大，则会导致其形变的产生，从而使最终成品存在误差；而若是对其装夹过松，则会导致切削过程中因其自身的松动而报废。所以说，我们可以在对零件进行粗加工时装夹得紧一些，在精加工时对其装夹力度稍小一些，从而最大程度上减小其形变程度。此外，还可以采用更合适的夹具来对零件进行装夹，增大夹具与加工件之间的受力面积，从而减小零件的形变程度，比如可以使用开缝套筒或者扇形软卡抓来对零件进行装夹，其对零件造成的影响较小。我们也可以对装夹力的作用点进行转移，比如图1中的薄壁零件可以用图2中的夹具来进行加工。其具体原理就是将径向装夹改为轴向装夹后，轴向装夹的应力更小，零件产生的形变也就越小，对零件的加工极为有利。

2.3 减少切削热对加工精度造成的影响

在对薄壁零件进行机械加工时，道具与零件接触会产生大量的摩擦热，温度急剧上升会使零件产生热形变，从而对零件的最终品质造成影响。

切削热可以用下面的公式来表示：

Q=Q变+Q摩=Q屑+Q工+Q具+Q介

其中，Q是切削过程所造成的总热量；

Q变是切削时产生形变的功所产生的热量；

Q摩是摩擦产生的热量；

Q屑、Q工、Q具、Q介则分别为切屑、工件、刀具和介质所产生的热量，其中刀具所产生的热量最多，约占总热量的五成到八成。

2.4 合理选择刀具的几何角度、切割用量以及切削液

在机械切削加工的过程中，径向切削力是造成零件形变的主要因素。在加工过程中零件所受径向切削力的大小跟所用的刀具和切削用量等有着直接的关系。

刀具前角的大小决定了刀具的锋利度与切削的形变程度。前角大的话，相对的切削形变和摩擦力就会变小，但前角过大会导致刀具楔角过小，从而导致刀具的强度较低，损坏较快。

切削力还在一定程度上受到切削用量的影响。对此，我们可以在对薄壁零件进行粗加工时，选取大一些的背吃刀量和进给量；在进行薄壁零件的精加工时，选取小一些的；精车过程中最好采用较高的切削速度，但不宜过高。对这些要素进行合理的控制就能对切削力进行控制，从而保证薄壁零件的形变量较少，进而对薄壁零件的加工精度做出保证。

切削液在切削过程中有着极为重要的作用，其主要表现在以下几点。

①。切削液在切削过程中可以对刀具与加工零件表面的摩擦力进行削减，从而减少切削力、摩擦等造成的零件损伤，对零件的加工性能进行改善。

②冷却。切削液在加工零件发热时会发生汽化，从而带走零件与刀具上的部分热量，减少零件与刀具因热而产生的形变，保证薄壁零件的精度和刀具切割的准确性。

③清洗。切削液可以对其接触到的加工部件和被加工零件进行较好的清洗作用，祛除切割过程中产生的粉末、油污等，防止因机床的污浊而对零件造成不良影响。

3 结束语

总而言之，在对进行薄壁零件进行机械加工过程中，要注意机械加工工艺的合理使用，从而保证薄壁零件的高精确性。相关工作人员要加紧对于薄壁零件机械加工工艺的探索，对其进行不断的完善与创新，保证机械加工与制造行业的整体良性发展。

参 考 文 献

[1] 汪通悦.薄壁零件铣削稳定性数值仿真及实验研究[D].南京航空航天大学，2010.

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【中图分类号】 F407.44【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0250-02

前 言

随着社会的发展，人们对产品的质量要求不断提高，希望其产品轻巧、美观、环保、节约原材料，所以薄壁零件被更多应用到产品中。因此，提高薄壁零件的加工质量，对满足产品高品质的要求起着重要的作用。而该类零件的突出特征是零件的刚度低，精度高，在加工中容易产生变形，加工制造的难度大。因此对薄壁零件的加工进行深入的研究有着十分重要的意义。下面我们主要对轴类薄壁零件的加工作出分析研究。

一 、 薄壁零件的特性

薄壁零件的壁厚和零件的整体尺寸相比，很小。因而使零件本身刚性减弱，当受到外力的作用时容易引起变形。薄壁零件的工艺稳定性差。对于轴类薄壁零件，壁厚的大小对零件的加工质量影响很大。壁厚大的，刚度大。壁厚越小，零件的刚度越小，变形量越大。这是造成加工误差的天然因素，也即内因。有时为满足设计要求我们难以改变，那么我们就只能从构成加工误差的外部因素加以分析。下面我们分析造成加工误差的其他因素。

二、 薄壁零件加工误差分析

由上述分析可知，薄壁零件的刚度低，是造成加工误差的内部因素，构成加工误差的外因，一方面，与机床本身的精度，刀具的性状有关。另一方面，与零件所受外力有直接影响。

1、 切削力的影响

例如，在车床上或外圆磨床上加工长轴时，零件被装卡在两顶针之间。切削力Py，使零件发生弯曲变形。因而，在零件的全长范围内，切去的金属层厚度不均匀，在中间部分切去的金属层最薄，形成腰鼓形误差。（图1）

对于壁厚不均匀的零件，当加工偏心外圆时，由于切削力的影响，就会在薄壁处出现内外表面塌陷（图2-1），或外圆表面凸起的情况（图2-2）。

1） 发生永久变形时产生误差的情况；2） 发生弹性变形时产生误差的情况

2、 夹紧力的影响

利用三爪卡盘夹持零件进行镗孔时，零件的内孔，是当零件发生了弹性变形的情况下成形的（图3），当取下零件后，由于弹性的恢复，加工好的内孔，就会向原夹紧力的相反方向伸长，造成圆度误差。

3、 弹性变形与切削振动的影响

综上分析，尽管各类零件的形状结构不同，加工方法各异。但对影响加工误差的原因，却有一个共同点。这就是：外力引起的弹性变形，产生加工误差。其误差的大小，与零件发生弹性变形的程度有关。

切削过程中的弹性变形，是产生切削振动的重要根源。

切削振动，反回来又加剧薄壁零件的弹性变形。这种由变形引起振动，振动加剧变形的往返过程，是薄壁零件切削加工中的一个显著特点，也是造成加工误差的重要原因。

三、 改善薄壁零件切削加工的基本途径

根据薄壁零件刚度低的特点，在制定加工方案时，常常把增加零件的有效刚度，选择合理的夹紧方式，优选刀具几何参数以及改变工艺方法等手段，当作重要的措施原则。

1、增加零件的有效刚度，提高零件在加工中抵抗变形的能力。

当刀具切入刚度低的零件时，由于工件发生弹性变形，即使一把锋利的刀具，也会遇到来自工件方面的“以柔克刚”的反切削阻力。使工件与刀具的相对位移加大，切削振动加剧。在此情况下，必须提高零件的有效刚度，才能保证切削的顺利进行。例如，1）对长径比大的轴类零件，利用中心架和跟刀架，使有效长径比变小，使有效刚度增大。改变由两端顶起为一端用车头夹持，一端用顶针支撑的方式，以及对精度高的长轴，两端顶针孔必须经过研磨，获得正确的锥孔及高的光洁度等方法，都是减少接触变形，增大支承刚度的有效措施。2）对于薄壁筒零件欲增加其有效刚度，可以增加有效厚度着手，在零件受加持的部位，衬一足够厚度的整圆衬圈，连同衬圈一起加紧零件，使薄壁受到支撑，避免夹紧处的应力集中，减少夹紧变形。

2、选择合理的夹紧方式，消除或减少零件的夹紧变形。

1）在细长轴零件的加工中，由于零件的热扩散性能差，切削热会导致零件产生很大的线膨胀，加剧零件的弯曲变形和振动。若采用弹性夹头和塑性液压顶针并使用跟刀架，工件与卡爪间为线接触，起万向调节作用，可以减少零件的弯曲变形。同时采用反向走刀的切削方式，可提高加工质量。

由于零件很长，刀具由一段走到另一端，会因磨损过大而很快降低切削能力并带来加工误差。因此，在跟刀架的作用下，工件的刚度低，已不再成为矛盾的主要方面，而如何提高刀具的耐用度，则是能否完成这一切削过程的关键。于是，采用大走刀、小吃刀和低速切削的方法，常能收到满意效果。

2）选择轴向夹紧，改善工件的受力条件

当工件的内孔或外圆存在有圆度误差时，不论夹持外圆或内孔，夹紧变形都是难以避免的。可实施轴向夹紧。对于薄壁筒类零件，实行轴向夹紧的优点在于，当圆筒形零件承受外力时，从力学的观点分析，在互相垂直的轴向和径向，零件承受的应力（δ）是不相等的。当轴向夹紧时零件许可承受的外力，比径向夹紧时许可承受的外力大得多。因此，实施轴向夹紧，可以保证夹紧力的作用方向始终通过零件本身刚性最强的截面。

3、 改进工艺方法

对于一些薄壁环状零件，像光学玻璃压圈、隔圈、垫环等。都具有壁厚小，两端面平行度高的特点，为避免第二次装卡时产生夹紧变形，多采用一次装卡的方法完成最终工序的加工。

4、 优选刀具几何参数，提高切割能力

刀具几何参数的合理选择，是反映切削过程中多因素综合效果的重要标志。各个几何参数，包括切削角度、刀口形状、刀刃形状。在切削过程中都不是孤立的在起作用，而是互相影响、互相制约。选择时除应遵循一般的切削规律，还应针对薄壁零件的工艺特征，侧重于保持刀刃的锋利和切削过程的稳定。例如，从降低切削力，减少切削变形，加强刀具的切割能力来看，应选择大的前角和后角及小的刀尖角。为消除由于前后角的增大对刀刃强度的影响，可采用带倒棱的刃口形式达到锐中求固的目的。

但从减少切削振动来看，往往采用较小的后角，以增大刀具后面与工件的接触面积。限制振动的振幅，达到消振的目的。尤其当对薄壁筒零件进行车削加工时，在刀具的主、付刀面上，用油石劈出后角等于零到负五度的消振棱。有助于消除由于零件刚度小而产生的低频振动。

为减小由于刀具的推挤作用产生的加工误差。应采用大的主偏角（φ=75°～90°），使切削力的分布有利于防止零件受力变形，减小切削振动。为不使刀口强度过多的削弱，可在刀尖处做出局部的小主偏角φ，形成圆弧或直线的过渡刃。

刃倾角的作用主要是控制住刀刃强度和排屑方向。针对薄壁零件刚度小，切削力不大的情况，一般刃倾角取负值（刀尖高），既可以保护已加工表面不被流屑擦伤，又可降低切削分力Py引起的振动。

参考文献

[1] 仪器制造工艺学 ——————————————北京工学院

篇10

【关键词】薄壁零件 铣削加工 装夹

经济的飞速发展，加工制造业机遇与挑战并存，提高机械加工制造的技术水平、提升生产效率、降低成本是现今我国加工制造业发展的主题。薄壁零件是典型的轻量化结构，不但具有轻重量、高强度的特点，而且造型美观，广泛应用与汽车、航空、航天、工业等领域。但是因为其结构复杂，受力形式多样，使其在加工制造的过程中很容易发生变形，工艺难度高。本文以铝合金薄壁零件的铣削加工为例，重点对数控机床在薄壁零件加工过程中工件的装夹和夹具的设计进行研究和探讨。

1 薄壁零件的结构特点和工艺特点

薄壁零件相对于其它普通零件不仅重量很轻而且具有很高的强度和刚度，也正因为薄壁零件这些优势，使其在各大领域广泛应用。特别是是在航空领域，薄壁零件能够很好的满足航空产品对零件重量和强度的要求。薄壁零件值得是壁厚在3mm以下的零件。薄壁零件常用的材料为铝合金，这主要是由于铝合金材料具有密度小、耐腐蚀能力强、有良好的塑性而且容易加工、经济性好等特点。薄壁零件结构复杂，相对体积较大，在应用中，不仅要满足零件设计性能的基本要求，同时还要在重量上满足要求。不同领域对不同的薄壁零件在结构上也有所不同。

鉴于薄壁零件特有的结构点，在加工工艺上与其它普通机加工零件也有所不同。薄壁零件整体体积较大，具有复杂的结构，加上在壁厚上比其它普通零件要薄得多，应用数控机床进行铣削加工的过程中很容易产生变形，控制零件变形并对变形进行矫正是薄壁零件在加工过程中的重点和难点问题。薄壁零件截面积小，外廓尺寸却相对较大，随着零件加工的进行，刚性降低，受铣削振动的作用，零件的加工精度受到影响。在精度方面，除了对薄壁零件的尺寸精度要求很高外，对协调精度也有很高的要求。特别是槽口、结合孔、接头等部分必须保证很高的位置精度，要使零件满足装机的使用要求，必须保证装配表明的加工合乎要求，与协调依据相符合。

2 工件的装夹

工件在数控机床加工，装夹是最基础的步骤，装夹主要包括工件的定位和夹紧两个步骤。这两个步骤相互关联，两者同样重要，对工件的加工都起着基础作用。这两个步骤的顺序不是固定的，有的工件在机床上进行装夹时，先定位再夹紧，而有的工件在机床上装夹时，是定位和加紧同时进行的，根据具体的工件加工要求来确定。

薄壁零件在多个领域中应用，其中以航空航天制造领域应用最为广泛，是飞机制造中不可或缺的结构件。这些结构件普遍体积较大，而且壁很薄，在刚度上较弱，在加工过程中容易产生变形。在数控机床切削加工的过程中往往有很大的余量，加工周期长，在精度控制上有很大的难度。可以说，装夹方式是否科学正确对于加工精度和加工效率都影响巨大。现今对于薄壁零件的装夹方式多采用机械、液压可调夹具以及真空吸附装夹等方法。其中液压可调夹具的特点在于可利用液压可调夹具对压紧进行适当的调整，也就是说在对薄壁零件切削加工的过程中可以将夹具松开，在加工区将刀具移出，能够保证刀具对于工件的切削保持连续的轨迹。当刀具切过压紧的位置后，在将压板重新回到原来设定的压紧位置。所谓结构的调整指的是将夹具的部分组件进行更换或者修改，用以对不同零件不同的加工要求需要的不同装夹方式加以适应，必然对基础垫板的更换、对夹具的重新组合等等。真空吸附夹具的优势在于既能够将工件平稳可靠的夹紧，有能够保证工件表面的完整性。真空吸附夹具以的动力源为真空压力，这尤其适合表面光滑工件的装夹加工，能够很好的解决不适合夹取的工件的装夹要求，完成各种机械加工任务。

3 工件的夹具设计方案要求

数控机床的夹具是工艺系统的重要组成部分，执行重要的切削加工任务。对于薄壁零件的铣削一般会采用高速切削的方法，这对于工件的夹具和具体的装夹也提出了更高的要求，主要体现在：第一，薄壁零件在夹紧时一定要保证装夹位置的高度精确性；第二，在夹紧后，尽可能的保证工件不发生变形或者微量变形；第三，在进行铣削的过程中，在以发生变形的方向上要尽量减小切削力；第四，装夹要稳定可靠，便于拆卸；第五，夹具要具有良好的可改造性，以满足不同工件加工的装夹要求。

在对薄壁零件进行机械加工的过程中，对于工件的定位和加紧要重视二者之间的密切关联。在工件安装时首先要在夹具的定位机构中将工件正确放置，确保工件在预定的正确位置上。然后对工件压紧夹牢，保证其在进行铣削加工的过程中不会因为各种力的作用和振动的影响发生位置改变。工件在夹具中加紧有多种方式，在实际操作过程中，为了保证加工精度和加工质量，一定要注意夹紧力方向要正确，确定夹紧力的大小和作用点。变形是影响工件精度的最主要因素，要减小工件变形，可通过以下方法来解决：第一，调整夹紧力的树木，将集中夹紧改为分布加紧，这样可有效避免局部加紧集中造成局部发生过大变形；第二，调整夹紧力的位置，将位置设定在刚性好的表面上，将支撑力作用于刚性差的表面上；第三，调整夹紧力的大小，在满足稳定性要求的前提下，尽量采用小的装夹力。

4 结语

综上所述，薄壁零件因其结构复杂，工件壁薄，对其进行数控铣削加工比其它普遍零件的机械加工难度要高，工艺也更加复杂。薄壁零件的加工精度受多方面因素的影响，夹具是机床加工系统的基础组成部分，也是工件铣削加工的最基本的环节，因此，夹具设计是否合理，装夹是否正确对于薄壁零件的加工精度有重要的影响。我们在实际的工作中，要对此环节加以充分的重视，在工作中不断总结经验，不断完善夹具设计，使其能够满足多种类型薄壁零件的加工需求。

参考文献：

[1]田姜涛.铝合金薄壁零件精密加工[D].上海交通大学硕士学位论文，2012.