薄壁零件数控加工工艺质量分析

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摘要：薄壁零件数控加工的工艺质量受到多方因素影响，主要包括工艺路线、工序路线、装夹、走刀路径以及切削角度等。为了研究薄壁零件数控加工工艺质量改进策略，需要深入、全面地了解对数控加工质量与精度产生影响的因素，掌握计算机仿真技术的应用优势，有机结合两方面内容，不断改进走刀方法与路径、装夹方法等，有效控制影响因素，确保薄壁零件数控加工工艺质量，进而促进数控加工技术持续发展。

关键词：薄壁零件数控加工；工艺质量；走刀路径；装夹方式

当前，科技水平得到飞速提升，各种各样的制造工艺随之不断升级、改进，特别是愈来愈成熟的数控加工技术已经成为现代制造加工行业必不可少的专业技术，为我国制造综合实力的提升提供可靠技术支持。随着航空航天以及军事事业的蓬勃发展，数控技术扮演越来越重要的角色，对薄壁零件的需求不断扩大，对其工艺质量也提出更高的要求。计算机仿真模拟技术[1]的应用大幅度改变了薄壁零件的数控加工流程，提升其工艺质量，有效保证了零件的精确度，但是为了进一步推动我国制造加工行业的发展，还需要持续改进薄壁零件数控加工工艺质量，本文主要研究薄壁零件数控加工工艺质量改进策略，具体内容如下。

1薄壁零件数控加工工艺质量的影响因素

目前，大型制造仪器都需要配置高精度的零件，先进的高精尖产业尤其注重把控零件的精确度，从设计、制造到加工全方位保证零件生产无误差。但是，由于设备、技术等多种因素，确保高精度并不断提升精度依旧是当前制造加工业的一项难题以及研究热点。薄壁零件属于金属性零件，其壁厚一般小于1mm[2]，具有结构紧密、质量轻以及消耗材料少等特点，其应用范围较广，特别是广泛应用于工业生产中。正是因为刚性小、质量轻等特点，薄壁零件的制造工艺具有一定的难度，对加工工艺提出极其严苛的要求，诸如走刀、装夹等因素均会影响薄壁零件数控加工工艺质量，质量较差的零件无法满足市场需求，并且造成资源浪费。1.1装夹因素。刚度显著影响薄壁零件的精确度，因此在零件加工过程中，必须选择适宜的装夹位置，综合考虑薄壁零件的应力形变以及受力情况。即使是有专门的夹具依旧无法避免装夹工艺导致零件形变的问题，这就要从装夹材料的选择、制造等方面入手，由于成本较高并且复杂化工艺，实际加工过程会采用加装增厚涂层[3]的方法，完成加工后予以清除，但是在一定程度上对零件精度造成影响。同时，装夹工具具有通用性，无法有效满足不同零件的加工需求，无法匹配所有零件，只能进行勉强装夹且容易发生脱落，引起受力不均。1.2切削参数的因素。在实际加工制造过程中，对切削力产生影响的因素有很多，在控制其他变量不变的情况下，切削角参数对零件形变产生最大的影响。实验证明，适当调整切削角度能够有效降低形变量以及摩擦力[4]，减少零件加工误差，提高加工精度。在控制刀具与机床等参数后，切削速度、切割宽度以及进刀速度都会影响切削精度，原因在于这类参数值的改变对不同材料有不同效果，造成不同大小摩擦力，使得难以精确控制材料加工的形变量。1.3走刀的因素。走刀方式以及路径是影响薄壁零件加工精度的又一关键因素。传统的走刀方式以一次性粗刀加工为主，后期再进行不断修正，这种方式存在诸多弊端，不仅使走刀路径的选择受到限制，一刀切的方式无法处理机构复杂的零件，无法准确把握零件精细部位的尺寸与外观，而且传统的走刀方式过于粗糙，无法满足零件精确度要求，导致后期修正工作难以开展，耗时耗力，无法保证零件的加工质量。在薄壁零件加工制造过程中，零件的形变会导致走刀路径无法及时得到更改，进而发生更为严重的形变。传统走刀方式具有一定的技术限制，因而，改进数控技工技术应从创新走刀方式与路径方面入手，针对零件变形及时采取调整措施，规避更为严重的形变风险。1.4工序路线。工艺工序路线是保证薄壁零件数控加工质量与精度的必备条件，了解每种制造材料的性质与功能，清除材料形变规律，研究零件形变的各种参数，依据需求设计切实可行且完善的工艺工序路线。但是，当前薄壁零件数控机床加工工艺逐渐落后，未研发出新型有效的数控技术，依旧普遍采用旧有的工艺路线，无法满足当代机械制造发展需求。传统加工制造工艺无法有效保证零件精度，加工质量良莠不齐，对我国整体制造业的发展造成阻碍，随着市场逐渐扩大对高精度零件的需求，改进薄壁零件数控加工工艺质量已成为必然趋势。

2薄壁零件数控加工工艺质量改进策略

2.1改进数控仿真工艺质量。当前，数控仿真工艺的工艺流程可用KU=F公式[5]来表示，其中K是工件整体强度矩阵加工工艺需要控制的参数，U代表工件形变情况，F则代表工件负载列阵，合理控制此三类参数就能有效控制薄壁零件加工参数，当然有试验已经证实这一理论的有效性，可以显著提高薄壁零件加工精度，生产出高质量零件。试验具有一定理想化程度，应用于实际加工制造过程中会存在导致一定误差，因而需要制造人员结合实际情况不断改进数控仿真工艺，利用科学的数控仿真公式能够有效模拟工艺参数，大幅提高薄壁零件数控加工工艺质量。2.2改进走刀路径。制定走刀路径是改进薄壁零件数控加工工艺质量的重要环节。当前薄壁零件越来越倾向于轻量化生产，因而在实际加工制造过程中反复进行切割、加紧，为了避免薄壁零件发生形变，应当保证走刀路径可以随时进行更改。以薄壁零件实际加工情况为标准选择不同的走刀路径，力求最大程度降低对零件的损伤，减少零件形变的发生，进而保障薄壁零件加工工艺质量以及精确度。实时修补走刀路径可以缩小由于薄壁零件发生形变而造成的路径偏差。改进走刀路径一方面需要制造工人具备高超成熟的技术与丰富的制造经验，可以随时准确判断根据零件形变类型以及程度，精确地做出科学的走刀路径变更决策，并及时变更路径，另一方面需要借助数控仿真模拟技术对走刀路径进行精确的模拟、计算，进而确定最适宜的走刀路径，充分发挥数控机床智能化的优势。2.3改进装夹方式。在实际制造加工过程中，加持薄壁零件需要采取额外的保护措施。首先，为了提高零件抗压力，应为薄壁零件提供可靠的支持力，以分散零件表面受力，降低薄壁零件形变几率。其次，制造工业应改良装夹工具，针对不同类型的薄壁零件设计不同的符合其特征的夹装工具，使得工具使用高度契合薄壁零件加工工艺需求，以避免震动以及滑动情况的出现。再次，可以借助缓冲材料[6]包裹装夹工具，发挥缓冲作用，以保护零件不会因为装夹力度不当、位置不适宜而发生变形。

综上所述，改进薄壁零件数控加工工艺质量需要深入了解加工工艺影响因素以及计算机数控技术的应用优势，改进装夹方式、走刀路径以及数控仿真工艺质量，有效控制影响因素，以提高薄壁零件加工工艺质量与精度，推动我国制造加工业进一步发展。

参考文献

[1]苏蒙.薄壁零件数控加工工艺质量改进方法略谈[J].南方农机,2019(11):244.

[2]邱洪涛.浅谈薄壁零件数控加工工艺质量的改进方法[J].内燃机与配件,2019(06):120-121.

[3]廖剑斌,苏茜.分析薄壁零件数控加工工艺质量改进方法[J].科技创新与应用,2017(06):133-134.

[4]王甫,任国柱,岳红梅.有效提升薄壁铝合金壳体零件数控铣削加工效率的工艺研究[J].机床与液压,2016,44(23):102-103.

[5]张本忠.薄壁零件数控加工工艺质量的改进方法[J].现代制造技术与装备,2016(05):85-87.

[6]季恺.薄壁零件数控加工工艺质量改进分析[J].佳木斯职业学院学报,2015(09):491-492.

作者:赵建林 张娟 周丹 单位:武汉职业技术学院