什麽是薄壁零件？薄壁零件CNC加工工藝中（zhōng）存在的問題總結

 

薄壁（bì）零件就是壁厚在1mm以下（xià）的（de）金屬材料的零件。

　　薄壁零件已日益廣（guǎng）泛地應（yīng）用在（zài）各工業部門，因為它具有重量輕，節約材料，結構（gòu）緊湊等特點。但薄（báo）壁零件的加工是車削中比較棘手（shǒu）的問題，原因（yīn）是薄（báo）壁零件剛性（xìng）差，強度弱（ruò），在加工中（zhōng）極容易變（biàn）形，使零件的形位誤差（chà）增大（dà），不易保證（zhèng）零件的加工（gōng）質量。對於批量大的生產，我們可利用數控車床（chuáng）高加工精度（dù）及高生產效率的（de）特點，並充分地考慮工藝問題對零件加工質量的影響，為此對工件的裝夾、刀具幾何參數、程序的編製等方麵進行試驗，有效地克服薄壁零件加工過程中出現的變形，保證了加工精度,為今後更好的加工薄壁零件提供了好的依據及借鑒。

通常我們在對薄壁零件進（jìn）行CNC加工（gōng）時，工藝上是否存在的（de）以下（xià）問（wèn）題？

(1)加工過程中存在問題

薄壁零件數控加工過程要求整個零件厚（hòu）度不超過1mm，薄壁零件雖然整體結構相對緊密，但（dàn）剛度差，強度不能滿足實際生產加工要求，在實際加工過程中往往由於材料本身的原因，導致加工效果（guǒ）不符合實際設計要求。因此，應通過改進工藝進行重（chóng）新加工（gōng），以確保加工效果。

(2)加工方法存在問題

在零件夾的過程中，應在保證整個夾的（de）緊湊（còu）性的基礎上，有效地進行適當的調整和優化，並盡可能全麵地（dì）控製和優化管理和旋轉矩陣。同時，由於夾本（běn）身受到主（zhǔ）軸的影響（xiǎng），隻有確保所有的重心控製都集中在主軸（zhóu）的頂部，才能有效地確保各（gè）項工作的全麵開展。對當前零件（jiàn）的實際狀態進行有效的懸掛深度控製和（hé）選擇，以（yǐ）確保整個長度滿足當前的設計要求。同時，在生產過程中，還（hái）應確保夾的強度和硬度滿足當前的實際需要，以減少夾的損壞，並盡可能確保所有夾的長（zhǎng）期（qī）運行。然而，在實（shí）際操作中，刀具的控製主要集中（zhōng）在薄壁零（líng）件的數控加工和切割過程（chéng）中。許多操作人（rén）員沒有選擇整個切割角度，最終導致整個切割角度不符（fú）合當前的實際要求，以（yǐ）確保（bǎo）既定的加工需求隻需要較小的努力，最（zuì）終確保零件可以在變化的（de）基礎上得到有效的控製（zhì）。

下麵鑫創（chuàng）盟淺談兩個薄壁零件CNC加工方法工藝（yì）優化措施（shī）：

(1)優（yōu）化加工（gōng）工藝

與傳統的加工工藝相比，通（tōng）過這（zhè）種薄壁零件的數控加（jiā）工方法，采用的（de）科技設計（jì）和（hé）加工，可以大大降低加工過程中的數據誤差，從而有效地保證當前零件產品的實際質量。通過對薄壁零件數控加工相關技術流程的綜合分析，現階段（duàn）采用薄壁零件數控加（jiā）工的方法主要是從粗加工逐步（bù）向精加（jiā）工轉變（biàn）。在使用數控技術進行粗加工（gōng）的過程中，往往需要分析當前零件的（de）實際情況，然後製定目標（biāo）的工藝加工方法，不僅可以提高加工質量，而且可以減少損失的產生。粗加工完成（chéng）後，可繼續（xù）使用技術（shù）設備進行半精加工，主要（yào）是提（tí）出零件表麵的相關材料，有效保證後（hòu）期加（jiā）工數據的準確性。在精加工過程中，要有效實施精加工，必須進行準確的數據分析，並通過精細的技術手段進（jìn）行加工管理。例如，可以通過精細銑削外圓進行加工和（hé）優化，最終（zhōng）確保零件的整體滿足當前的設計要求。薄壁零件數（shù）控加工本身的加工要求相對較高，為了有效改進材料的（de）精細製造，盡可能減少資源消耗，在薄壁零件數控加工過程中，首先做好數控變形控製，盡可能成為當（dāng）前加工方法和加工參數，有效提出科學的加工（gōng）方案，最終確保變（biàn）形值在可控範圍內，如下所示：

(2)改變加工方法

薄（báo）壁零件數控（kòng）加工的加工方法主要包括工藝設計、零件夾刀具控製等三個方麵。在薄壁零件（jiàn）的實際數控加工（gōng）過程中，應有效完成數控政策的分析過程，明確（què）硬（yìng）件在現階段實（shí）際加工過程中的實（shí）際負（fù）載能力，有效分（fèn）析負載列與變形之間的關係，最終提出有針對性的工藝設計方法。F=KU這是目前主要計（jì）算過程的公式。F作為（wéi）薄壁零件的數（shù）控加工零件（jiàn）負載陣列，KU代表輕度矩陣，作為加工變形的（de）技術（shù）值。通過對三者之間的綜合分析，可以觀察到，當負載（zǎi）陣列的值逐漸降低（dī）時，應有效調整輕度矩陣，最終（zhōng）有效保證零件質量的全麵提高（gāo）。並加強適當的材料強度，應全麵調（diào）整和優（yōu）化KU的數值，最終選擇（zé）合適的加工生產方法。

接下來說說，薄壁零件數控加（jiā）工工藝優化效果估計（jì）

1.有效控製零件變形

結合當前的實際情況，在實施（shī）薄壁零件數控加工的過程中，應結合實際設計要求進行（háng）加工設計，如圖1所（suǒ）示。首先，應進行粗加工，然後通過半（bàn）精加工，最終完成精加工。在實施加工的基礎上，應首先進行表麵（miàn）控製，並在原有的基礎上盡可能優化。但在空白零件的（de）施工過（guò）程中，認為內部受外部環境的影響，加上加熱處理，很容易使當前零件變形，最（zuì）終影響薄壁零件數控加工的實際尺（chǐ）寸和設計質量。由於（yú）壁厚的程度（dù）不（bú）斷變化，其剛性結構不能滿足實際生產需要，因此其自身（shēn）的指導會發生一定的變化。在壁厚的不斷減（jiǎn）小中，導致切削振動的產生（shēng），最終導致實際（jì）產品尺寸（cùn）不能（néng）滿足實（shí）際的設計（jì）要求，其（qí）核心表麵（miàn）也不能得到（dào）保（bǎo）證。數控加工工藝主（zhǔ）要（yào）依靠實際設計參數和明確的（de）科學加工方法（fǎ），但受（shòu）外（wài）部影響和各種因素的限製，往往直接（jiē）導致加工難（nán）度逐漸增加，產品質量不能滿足實際生產設計需求，最終（zhōng）達到精度和（hé）預期生（shēng）產精度差距較大，不能（néng）承（chéng）受既定的夾緊力，導致變形現象，導致薄壁零件數控加工質量低。

2.全麵優化工藝效果

為全麵提高工藝質量，有必要從工藝（yì）改進方案和加工方法改進兩（liǎng）個方麵（miàn）進行技術（shù）優化，從而全麵（miàn）提高工藝質量。

（1）工藝改（gǎi）進方案。結合當前的實際設計需要，在完成薄壁零件數控加工的過程中，應首先對整個端麵進行（háng）粗銑（xǐ），然後（hòu）通過加熱處理完成初（chū）始加工。采取以（yǐ）下措施：將徑向夾緊力改為（wéi）軸向壓縮（suō），使零件（jiàn）僅受軸向力（lì）而不受徑向力的影響，大大降低了零件的夾緊變形。初（chū）始加工（gōng）完成後，應采用退熱的方（fāng）式進行加工，最終完成精加工。在精加工過程中，應提前安排和管理餘（yú）量，有效避免因餘量因素造成的許多施工方法（fǎ）不能按（àn）照既定的加工要求實施，減少（shǎo）因餘量少而無法糾正的內圓設計形式等相（xiàng）關問（wèn）題。

（2）改進加工方法。為了確保（bǎo）孔的（de）實際狀（zhuàng）態能夠在設計師的控（kòng）製範圍內，在精加工過程中，也應盡可能利用光刀操作技術，盡可能提高數控加工質（zhì）量，確保加工（gōng）效果。為了改進加工方法，要求操作人員在實際（jì）零件加工（gōng）的基礎上，選（xuǎn）擇（zé）有（yǒu）針對性（xìng）的機器加工，以確保（bǎo）加工強度，盡可能實（shí）現加工零件的穩定性，同時確保現階段（duàn）使用（yòng）的材料滿足既定的工作要求，減少（shǎo）加工設（shè）備損壞造成（chéng）的零（líng）件損（sǔn）壞。

通過分析我國薄壁零件數控加工（gōng）的實際情況，結合工藝改造的（de）實際（jì）效果，隻有通過優化薄壁零件數控加工，才能有效提高加（jiā）工（gōng）質量，減少振（zhèn）動線、變（biàn）形等問題，有效保證產品尺寸和表麵的實際粗糙度符合當前的設計管理要求。通過（guò）對相關（guān）案例結果的有效分析研究，不僅要結合實際生產經驗進行分析優化，還要提出（chū）不同（tóng）加工方法造成的不同問題，盡可能保證加工質（zhì）量不受生產經驗的限（xiàn）製，最終對薄壁零件數控加（jiā）工質量造成損害。因此，隻有（yǒu）不斷加強數控加工模（mó）擬分析質量，通過有（yǒu）效（xiào）的方式（shì）改進加工方法，才能盡可能提高加工質量，確保所有可控的（de）加工質量（liàng）。

 

薄壁（bì）零件的加工問（wèn）題（tí），一直是較難解決的。薄壁件一般采用數控車削的（de）方式進行加工，為此要（yào）對（duì）工件的裝夾、刀具幾何參數（shù）、程序的編製等（děng）方麵（miàn）進行試驗，從而有效地克服了薄壁零件加工過程中出現的變形，保證加工精度。影響薄壁零件加工精度的（de）因素有很多，但歸納直來主要有以下三個方麵：
(1)受力變（biàn）形
因工件壁（bì）薄，在（zài）夾緊力的作用（yòng）下容易產生（shēng）變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精（jīng）度。
(2)受熱變形（xíng）
因工件較薄，切削熱會引起工件熱變形，使工件尺寸難於控製（zhì）。
(3)振動變（biàn）形
在切削力（特別是徑向（xiàng）切削力（lì））的作（zuò）用下，很容易產生振動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置精度和表麵粗糙度。
夾緊力的影響
既然影響（xiǎng）薄壁件加工精（jīng）的因（yīn）素找到了，那麽我們將如（rú）何提高薄壁零（líng）件的加工精（jīng）度呢？接下來筆者將通過具體實例來介紹提高薄（báo）壁件加工精度和（hé）效率的措施。
所示的薄壁零件（jiàn），是我校用數控車床對外加工產品（pǐn）中難度較大的零件。采用的設備是配（pèi）備了廣州數控（kòng）係統GSK980T的數控車床。為（wéi）了提高產品的合格率，我們從工件（jiàn）的裝夾、刀具幾（jǐ）何參數（shù）、程序的編製等方麵進（jìn）行綜合考慮，實踐證明，有效提高了零（líng）件的精度，保證了產品（pǐn）的質量。
示例零件
1. 工（gōng）件特點分析
從零件圖（tú）樣要求及材料來看，加工此零件的難（nán）度主（zhǔ）要有兩點：
(1)因為是薄壁零件，螺紋部分厚度（dù）僅有4mm，材料為45號鋼，而（ér）且批量較大，既要考慮如何保證（zhèng）工件在加工時的定位精度，又要考慮裝夾方便、可靠。通常的車削都是用三爪卡盤夾持外（wài）圓或撐內孔的裝夾（jiá）方（fāng）法來加工，但此零件較薄，車削受力點與夾緊力作用點相對較遠，而且還需車削M24螺紋，受力很大，剛性不足，容（róng）易引起晃動，因此（cǐ）要充（chōng）分考（kǎo）慮如何裝夾定位的問（wèn）題。

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