如何解決精密（mì）薄壁零件加工難題
　　‌精密薄壁零件加工的主要難題包括（kuò）裝夾困難、易（yì）變形、加工精度難以保證等‌。
　　精（jīng）密薄壁零件，如航空發動機（jī）葉片、鼓輪零件等，由於材料（liào）去除量大、零件剛性差（chà），加工過（guò）程（chéng）中極易發（fā）生變形。鈦合金與高溫合金等常用材料（liào）切（qiē）削（xuē）加工性差，切削力大、刀具磨損快，進一步加劇了加工難度‌1。此外，薄壁零件在夾（jiá）緊力的作用下（xià）也容易產生變形，從而影響加工精度，工件尺（chǐ）寸公差不易保證‌。
　　為（wéi）了解決這些難題（tí），可以采取多種措施。例如，通過工藝優化，如精鏜孔工序由工裝環抱式徑向壓緊（jǐn）更改為（wéi）立式裝夾軸向壓緊，全過程監控變形量（liàng），以控製加工餘量、去除加工應力和（hé）預留表麵處理工藝尺寸等措施，來解決加工過程中的零件變形難題‌。針對大（dà）長徑比鈦合金薄壁零件的加工難點，可以采用數控（kòng）縱（zòng）切加工減小零件切削抗力帶來的變形，設計送料工（gōng）裝解決精車削外圓（yuán）時的裝夾問題，設計校直工裝解決精車削後的變形問題（tí）‌。此外，還可以采用浮動三爪夾具等新型裝夾工具，以改善加工（gōng）效果，防止工件變形‌。
　　同時，對於不同類型的精密薄壁零件，如（rú）軸套類零件，還需要考慮到（dào）其特定的（de）結構特點和加工要求。例如，在加工短空心軸零件時，需要粗、精加工（gōng）分開，中間安排時效去（qù）應力處理，以控製變形量‌。
　　轉：
　　鼓輪零件（jiàn）為鋁合金（jīn）薄壁長筒結構，四周均布（bù）異（yì）形長槽和網狀圓孔，材料（liào）去除量大，加工變形不易控製，質量問題主（zhǔ）要集中在變形（xíng）造成的內孔和外圓超差上。本文通過工藝優化，精鏜孔工序由工裝環抱式（shì）徑向壓緊更改為立（lì）式裝夾軸向壓緊。壓緊過程通過千分表測量內孔變化和外圓側母線（xiàn）位移情況，全過程監控變形量。通過控製加工餘量、去除加工應力和預留表麵處理工藝尺寸等措施，解決了加工過程中的零件變形難題。
　　PART01序言
　　鼓輪是濾棒成型機（jī）組濾棒輸出係統關鍵零件，它通過與內部裝配的閥體、閥座等零件配合，利用負壓將濾棒減速、校準，並向下遊傳輸，承擔著重要的交通樞紐作用。PART02零件結構及技術要求
　　鼓輪零件為鋁合金薄壁長筒結構（見1），關鍵尺寸如2所示，其中尺寸帶*要求無表麵處尺寸帶（dài）**為表麵處（chù）理後最終尺寸。零件四周均布（bù）42處異形長（zhǎng）槽、966處（chù）φ5mm孔，加工過程（chéng）中金屬去除率達82.5%，零件剛（gāng）性差。因零件四（sì）周（zhōu）長槽為濾棒通道，故為提高表麵（miàn）耐磨性，零件表麵要求局（jú）部硬質陽極氧化處理（Al/Et.A50hd）[1]和局部噴塗LW-1N10，塗層厚度（0.06±0.02）mm。前期試製攻關時（shí），發現零件關鍵尺寸（cùn）φ195H7孔（kǒng）、φ215H6孔和φ218f7外圓在（zài）加工過程中（zhōng）極易變形，試製合格率為0%。
　　1鼓輪零（líng）件示意
　　2鼓（gǔ）輪（lún）零件關鍵（jiàn）尺寸PART03加（jiā）工中存在（zài）的問題
　　試製（zhì）加工期間共投（tóu）產11件，工藝流程為：粗車外圓內孔及（jí）端麵→去（qù）應力→半精（jīng）車外圓及內孔→粗銑（xǐ）長槽及鑽孔→精（jīng）鏜孔及端（duān）麵→精車外圓→精銑槽→陽極（jí）氧（yǎng）化→噴塗。
　　試製加工一次交驗合格（gé）率為0%，質量問題主要為φ195H7孔、φ215H6孔和φ218f7外圓超差。查看鼓輪全過程加工方案得知，精鏜孔裝夾方式為專用工裝環抱式徑向壓緊，如3所示，該夾（jiá）緊方式對於薄壁類零（líng）件精鏜孔不適宜，夾（jiá）緊時會引起孔（kǒng）輕（qīng）微變形，鏜孔（kǒng）後鬆開夾具，零件（jiàn）回彈導致孔圓度超差。經檢測發（fā）現，精鏜後φ215H6孔圓度為0.04mm，已經超差，同時，噴塗塗料以約160℃溫度噴射到零件表麵，引起零件內應力釋放，經檢測發現，噴塗過程孔圓度變化為0.02mm。
　　3改進前臥式（shì）鏜孔裝夾方式PART04工藝（yì）方案優化
　　針對試製工藝（yì）方案的缺陷，為避免零（líng）件精鏜（táng）孔裝夾變形，將（jiāng）裝夾方式由工裝環抱式徑（jìng）向壓緊更改為立式裝夾軸向壓緊[2]。將3個等高塊（kuài）固定在通用（yòng）夾具基礎板上，零件以φ218f7外圓端麵定位，用（yòng）台階壓板放置到（dào）零件圓周（zhōu）寬為5mm的槽內壓緊。壓緊過程通過千分表測量內孔變化和（hé）外圓側母線位移情況，通過調整各壓板壓緊（jǐn）力保證裝夾前後零件變形位移≤0.01mm，如4所示。驗（yàn）證立式裝夾方式變形（xíng）量可控後，在牧野V77L立式加工中心上進行精鏜孔試加工，對（duì）孔變形量進行全（quán）過程監控，具體數據見表1。經檢測，孔加工後圓度（dù）≤0.015mm，滿足要求。
　　4監測立式裝夾方式零件變（biàn）形
　　表1立（lì）式裝夾方式φ215H6變形量（單位：mm）
　　由於毛坯去除量大，零件壁薄（báo）且多孔（kǒng）多溝槽，導致加（jiā）工過程中零件因（yīn）內部應力變化而產生變形，如前期不去除加工應力，則在陽極氧化和噴塗過程中會（huì）導致（zhì）應力（lì）釋放，從而加大零件變形量，因此消除加工應力引起的變（biàn）形（xíng）對提高鼓輪零件加工精度非常重要（yào）。
　　為了降低陽極（jí）氧化和噴塗過程對零件變形的（de）影響，最大程度上降低零件內應力（lì），在原工藝1次穩（wěn）定化處理的基礎上（shàng）又增加了2次穩定化處理，即進行3次穩定化處理。其中精加工部分由之前的精鏜孔→精車外圓→精銑槽→陽極氧化→噴塗，更改為臥式粗鏜孔去除餘量（liàng）→穩定化處理→立式半（bàn）精鏜（táng）孔留餘量至φ194.5mm、φ214.5mm→精車外圓→精銑槽→立式精鏜孔→陽極氧化→噴（pēn）塗[3]。具體工（gōng）藝方案（àn）見表2。表2鼓輪加工優化後工藝（yì）方案PART05加工中存在的問題
　　確（què）定可行方案後，按照新工藝方案進行批量加工（gōng）驗證，對（duì）關鍵過（guò）程數據進行監控記錄，入庫（kù）前尺寸檢測如5所示，部分尺寸檢測結（jié）果見表3。
　　5入庫前尺寸檢測
　　表3入庫前部分尺寸檢測結果（單位（wèi）：mm）
　　零件入（rù）庫檢測圓度≤0.02mm，完（wán）全滿足設計要求，合格入（rù）庫。隨後試件被安裝至公司產（chǎn）品ZL29纖維濾（lǜ）棒成型機組，經測試運行效（xiào）果良好。截至目前（qián），已順利完成多批次鼓輪零件加工（gōng），均合格入庫。PART06結束（shù）語
　　鼓輪零件設計精度（dù）要求高，材料去除量大，加工變形不易控製（zhì）。工藝設計過程中，通過改進裝夾方式、優化加工餘量控製、增加熱處（chù）理去除（chú）應力和預留表麵處理（lǐ）工藝尺寸等措施，避免了加工過（guò）程中零件變（biàn）形，很好地保證了（le）零件加工（gōng）質量（liàng）。該（gāi）工藝（yì）方案已推廣（guǎng）應用到其他規格零件的加工中，取得（dé）了很好的成效。
　　專家點評
　　鼓輪零件為鋁合（hé）金薄壁長筒結構，四周均布異形長槽和網（wǎng）狀圓孔，材料去除量大，加工變形不易控製，質量問題主要集（jí）中在變形造成的內孔和外（wài）圓超差上。作者（zhě）通過優化工藝方案，改進裝夾方式，合理安排（pái）熱處理和局部表麵處（chù）理，保證了鼓輪加工質量。
　　文章的亮點是薄壁長筒零件的裝夾（jiá）方式與變形控製，工藝（yì）方（fāng）案（àn）和工序內容都比較詳細。通過工藝優化，精（jīng）鏜孔工序由工裝（zhuāng）環抱式徑向壓緊（jǐn）更改為立式裝夾軸向壓緊。壓緊過程通過千分表測量內孔變化和外（wài）圓側母線位移情況，全（quán）過程監控變形量。通（tōng）過（guò）控製加工餘量、去除加工應（yīng）力和預留表麵處理工（gōng）藝尺寸等措施，解決了加工過程中的零件變形難題，具有很好的實用性。
　　參考文獻：[1]樊東（dōng）黎，徐躍明，佟曉輝.熱處理工程（chéng）師（shī）手冊[M].2版.北京：機（jī）械工業出版社，2005.[2]薛（xuē）源（yuán）順.機床夾具設計[M].北（běi）京：機械工業出版社，2011.[3]陳宏鈞.實用機械加工工藝手（shǒu）冊[M].4版.北京：機械工業出版社，2016.本文發表於（yú）《金屬加工（冷加工）》2025年第（dì）1期47~50頁，作者：許昌（chāng）煙（yān）草機械有限責任公司（sī）謝陽陽，原標題：《精密薄（báo）壁鼓（gǔ）輪零件加工工藝（yì）優化》。
　　綜上所述，精密薄壁零件加工難題的解決需（xū）要綜合考（kǎo）慮材料特性、工藝優化、裝夾方式等多個方麵，以確保加工（gōng）精度和零（líng）件質量。