如何解決精密薄（báo）壁零件加工難題
　　‌精密薄壁零件加工的主要難題包括裝夾困難、易變形、加工精度難以保證等‌。
　　精密薄壁零件，如航空發動機葉片、鼓（gǔ）輪零件等，由於材料（liào）去除量大、零件剛性差，加工過程（chéng）中極易發生變形。鈦合金與高溫合金等（děng）常用材料切削（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，薄壁零件在夾緊力的（de）作用下也容易產生變形，從而（ér）影響加工精度，工件尺寸公（gōng）差不易保證‌。
　　為了解（jiě）決這些難題（tí），可以采取多種（zhǒng）措施。例如，通過（guò）工藝優化，如精鏜孔工（gōng）序由（yóu）工裝環抱式徑向壓緊更改為（wéi）立式裝夾（jiá）軸向（xiàng）壓緊，全過程（chéng）監控變形量，以控製加（jiā）工（gōng）餘量、去除加工應力和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‌。針對大長徑比鈦合（hé）金（jīn）薄（báo）壁零件的加工難點，可以采用數控縱切加工減小零件切削抗力帶來的變形，設計送料工（gōng）裝解（jiě）決精車削外圓時的裝夾問題，設計校直工裝解決精車削後的變形問題‌。此外，還可（kě）以采用浮動三（sān）爪夾（jiá）具等新型（xíng）裝夾工具，以改善加工效果，防止工件變形‌。
　　同時，對於不同類（lèi）型的精密薄壁零件，如軸套類零件，還需要考慮（lǜ）到其（qí）特定的（de）結構（gòu）特點（diǎn）和加工要求。例（lì）如，在（zài）加工短空心軸零件時（shí），需要粗、精（jīng）加工分開，中間安排時效去應力處理，以控製變形量‌。
　　轉：
　　鼓輪零件為鋁合金薄壁長筒結構，四周均布（bù）異形長槽和（hé）網（wǎng）狀圓孔，材料去除量（liàng）大，加工變形不易控製，質量問題主要集中（zhōng）在變形造成（chéng）的內孔和（hé）外（wài）圓超（chāo）差上。本文通過工藝優化，精鏜（táng）孔工序由工裝環抱式徑向壓緊更改為立式（shì）裝夾軸向壓緊。壓緊過程通過千分（fèn）表測量內孔變化和外圓側母線位移（yí）情況，全過程（chéng）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（gōng）藝尺寸等措施（shī），解決（jué）了加工過程（chéng）中的零件變形（xíng）難題（tí）。
　　PART01序言
　　鼓輪是濾棒成型機組濾棒輸（shū）出（chū）係統關鍵零件，它通過與內部裝配的閥（fá）體、閥（fá）座等零件配合（hé），利用負壓將濾棒減速、校（xiào）準（zhǔn），並向下遊傳輸，承擔著重要的交通樞（shū）紐作用。PART02零件（jiàn）結構及（jí）技術要求
　　鼓輪零件（jiàn）為鋁合金薄壁長筒結構（見1），關鍵（jiàn）尺寸如2所示，其中尺寸帶*要求無表麵處尺寸帶**為表麵處理後最終尺（chǐ）寸（cùn）。零件四周均布42處異（yì）形長槽（cáo）、966處φ5mm孔，加工過程中金屬去除（chú）率達82.5%，零件剛性差。因零件四周長槽為濾棒通道（dào），故為提高表麵耐磨性，零件表麵要求局部硬質陽極氧化處（chù）理（lǐ）（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（gōng）關時，發現零件（jiàn）關鍵尺寸φ195H7孔（kǒng）、φ215H6孔和φ218f7外圓在加工過程中極易變形，試製合（hé）格（gé）率為0%。
　　1鼓輪零件示意（yì）
　　2鼓輪零件關鍵尺寸（cùn）PART03加工中存（cún）在的問題
　　試製加工期間共投產11件，工藝流程為：粗（cū）車外圓內孔及端麵（miàn）→去應力→半精車外圓及內孔→粗銑長槽及鑽孔→精鏜孔及端麵→精車外圓→精銑槽（cáo）→陽極氧化→噴塗。
　　試製（zhì）加工一次交（jiāo）驗合（hé）格率（lǜ）為0%，質量問題主要為φ195H7孔、φ215H6孔和φ218f7外圓超差。查看鼓輪全（quán）過程加（jiā）工方案得知，精鏜孔裝夾方式為專用工裝環抱（bào）式徑向壓緊，如3所示，該夾緊方式對於薄（báo）壁類零件精鏜孔不適宜，夾緊時會引起（qǐ）孔輕微變形，鏜孔後鬆開夾具，零件（jiàn）回彈導致孔圓度（dù）超差。經檢測發現，精（jīng）鏜後φ215H6孔圓度為0.04mm，已經超差，同時，噴塗（tú）塗料以約160℃溫度噴射到零件表麵，引起零件內應（yīng）力釋放，經檢測發現，噴塗過程孔圓度變化為0.02mm。
　　3改進前臥式鏜孔裝夾方式PART04工藝方案優化
　　針對試製（zhì）工藝方案的缺陷，為避免零件精鏜孔裝夾變形，將（jiāng）裝夾方式由工裝（zhuāng）環抱式徑向壓（yā）緊更改為立式裝（zhuāng）夾軸向（xiàng）壓緊[2]。將3個等高塊固定在通用（yòng）夾具基礎板上，零件以φ218f7外圓端麵定位，用台階壓板放（fàng）置到零件圓周寬為5mm的槽內壓緊（jǐn）。壓緊過程（chéng）通過千分表測量內孔變化和外圓側母線位（wèi）移情況，通過調整各壓板壓緊力保證裝夾前後零件（jiàn）變形位移≤0.01mm，如4所示。驗證立式裝夾方式變形量可控後，在牧野（yě）V77L立式加工中心（xīn）上進行精鏜孔試加工，對孔變形量進行全（quán）過程監控，具體數據見表1。經檢測，孔加工後圓度≤0.015mm，滿足要（yào）求。
　　4監測立式裝夾方式零件變形
　　表1立式（shì）裝夾方（fāng）式φ215H6變形量（單位：mm）
　　由於毛坯（pī）去（qù）除量大，零件壁薄且多孔多溝槽，導致加工過程中零件因（yīn）內部應力變化而產生變形（xíng），如（rú）前期不去除加工應力，則在陽極氧化和噴塗過（guò）程中會導致應力釋放，從而加大零（líng）件變形量，因此消除加工應力引起的變形對提高鼓輪（lún）零件加工精度非（fēi）常（cháng）重要。
　　為了降低陽極氧化和噴塗過程（chéng）對零件變形的影響，最大程（chéng）度上降低零件內應力，在原工藝1次穩定化處理的基礎（chǔ）上又增加（jiā）了2次穩（wěn）定化處（chù）理，即進行3次穩定化處理。其中精（jīng）加工部分由之前的精鏜孔→精車外圓→精（jīng）銑槽→陽極（jí）氧化→噴塗，更改為臥式粗鏜孔去除（chú）餘量→穩定化處理→立式（shì）半精（jīng）鏜孔留餘量至φ194.5mm、φ214.5mm→精車外圓→精（jīng）銑槽（cáo）→立式精鏜孔→陽極氧化→噴（pēn）塗[3]。具體工藝（yì）方案見表2。表2鼓輪加工優化後工藝方案PART05加工中存在的問題
　　確定可行方案後，按照新工藝方案進行批量加工驗（yàn）證，對關鍵過程數據（jù）進行監（jiān）控記錄，入庫前尺寸檢測如5所（suǒ）示，部分尺寸檢（jiǎn）測結果見（jiàn）表3。
　　5入庫前尺寸檢測
　　表3入庫前部分尺寸檢測（cè）結果（單位：mm）
　　零件入庫（kù）檢測圓度≤0.02mm，完全滿足設計要求，合格入庫。隨後試件被安裝至公司產品ZL29纖維濾（lǜ）棒成型機組（zǔ），經測試運（yùn）行效果良好。截（jié）至目前，已順利完成多批次鼓輪零件加工，均合格入庫。PART06結束語
　　鼓輪零件設（shè）計精度要（yào）求高，材料去除（chú）量大，加工變形（xíng）不易控製。工藝設計過（guò）程中，通過改進裝夾方式（shì）、優化加工餘量控製、增加熱處理去除應力和預留表麵處理工藝尺寸（cùn）等措施，避免了加工過程中零件變（biàn）形，很好地保證了零件加工質量。該工藝方案已推廣應（yīng）用到其他規格零件的加工中，取得了（le）很好的成效。
　　專家點評
　　鼓（gǔ）輪零件為鋁合（hé）金薄壁長筒結構，四周均布異（yì）形長槽和網狀圓孔，材料去除量（liàng）大，加（jiā）工（gōng）變形不易控（kòng）製，質量問題主要集中（zhōng）在變形造成的內孔和外圓超差上。作者通過（guò）優（yōu）化（huà）工藝方案，改進裝夾方式，合理安排熱處理和局部（bù）表（biǎo）麵處理，保證了（le）鼓輪加工質量。
　　文章（zhāng）的亮點是薄壁長筒零件的裝夾方（fāng）式與變形控製，工藝方案和工序內容都比較詳細。通過工（gōng）藝優（yōu）化，精鏜孔工序由工裝環抱式徑（jìng）向壓緊更改（gǎi）為立式裝夾軸向壓緊。壓緊過程通過千（qiān）分表測量內孔變化和外圓側母線位移情況，全過程監控變形量。通過控製加工餘量、去除加工（gōng）應力和預（yù）留表麵處理工（gōng）藝尺寸等措施，解決了加工過程（chéng）中（zhōng）的零件（jiàn）變形難題（tí），具有很好的實用性。
　　參考文（wén）獻：[1]樊東黎，徐躍明，佟曉輝.熱處（chù）理工程師（shī）手冊（cè）[M].2版（bǎn）.北京：機械工（gōng）業出版社，2005.[2]薛（xuē）源順.機（jī）床夾具設計[M].北京：機械工業出版社，2011.[3]陳宏（hóng）鈞.實用機械加工工藝手冊[M].4版.北京：機械工業出版（bǎn）社，2016.本文發表於《金屬加工（冷加工）》2025年第1期47~50頁，作者：許昌煙草機械有限責任公司謝陽陽，原（yuán）標（biāo）題：《精密薄壁鼓輪零（líng）件（jiàn）加工工（gōng）藝優化》。
　　綜上所述，精（jīng）密薄壁零（líng）件加工難題的解決需要綜合考慮材料特性、工藝優化、裝夾方式等多（duō）個方（fāng）麵，以確保加工精度和零件質（zhì）量。