什麽是薄壁零件？薄壁零件CNC加工工藝中存在的（de）問題總結

 

薄壁零件就是壁厚在1mm以下的金屬材料（liào）的零（líng）件。

　　薄壁零件已日益廣泛（fàn）地應用在各工業部門，因為它具（jù）有（yǒu）重（chóng）量輕，節約材料，結構緊湊等特點。但薄（báo）壁零（líng）件的加工是車削中比較棘手（shǒu）的問題，原因是薄壁零件剛性差，強度弱，在加工中極容易變形，使零件（jiàn）的形位誤差增大，不易保證零件的加工質量（liàng）。對於批量大的生產，我們可利用數控車床高加工精度（dù）及高生產效率的特點，並充分地考慮工藝問題對零件加工質量的影（yǐng）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（báo）壁零件加工過程中出現的變形，保證了加工精（jīng）度,為今（jīn）後更好的加工薄壁零件提供（gòng）了好的依據及借鑒。

通（tōng）常我們在對薄壁零（líng）件進行CNC加工時，工藝上是否存在的以下問題（tí）？

(1)加工過程中存在問題

薄壁零（líng）件數控（kòng）加工過程（chéng）要求整個零件厚度不超過1mm，薄壁零件雖然整體結構相（xiàng）對緊密，但剛（gāng）度差，強度不能（néng）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（yīng）通過改進工藝進行重新加工，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（zài）保證整個夾的緊湊性的基礎上，有效地進行適當的（de）調整和優化，並盡可能全麵地控製和優化管理和（hé）旋轉矩陣。同（tóng）時，由（yóu）於夾本身受到主軸的影響（xiǎng），隻有確保所有的重心控製都集中在主軸的頂部，才能有效地確（què）保（bǎo）各項工作的全麵開展。對當前零件的實際狀態（tài）進行有效的懸掛（guà）深度控製和選擇，以確保整個長度滿（mǎn）足當前的設計要求。同時，在生產過程中，還應確保夾的強度和硬度滿足當（dāng）前的實際需要，以減少夾（jiá）的損壞，並盡可（kě）能確保所有夾的長期運行。然（rán）而，在實際操作中，刀具的控（kòng）製（zhì）主要集中在（zài）薄壁零件的數控加工和（hé）切（qiē）割過程中。許多操作人員沒有選擇整個切割角度，最終導致整個切割角度不符合當前的實際要求，以確保既定的加工需求（qiú）隻需要較小（xiǎo）的努力，最終確保零件可以在變化的基礎上（shàng）得到有效的控製。

下麵鑫創盟淺談兩個薄壁零件CNC加工方法工藝優化措施：

(1)優（yōu）化（huà）加工（gōng）工藝（yì）

與傳統的加工（gōng）工藝相比，通過這種薄壁零件的數控加工方法，采用的科（kē）技設計（jì）和加工，可以大大降（jiàng）低加工（gōng）過（guò）程中的數（shù）據誤差，從而有效地保證當前零（líng）件產品的實（shí）際質量。通過對薄（báo）壁零件數控加工相關技術流（liú）程的綜合分析，現階段（duàn）采用薄壁零件（jiàn）數控（kòng）加工的方（fāng）法（fǎ）主要是從粗加工逐步向精加工（gōng）轉變。在使用數（shù）控技術進行粗加工的過程中，往往需要（yào）分析當前零（líng）件的實際情況（kuàng），然後製定目標的工藝加工方法，不僅可以提高加工質量，而且可以減少損失的產生。粗加工完成後，可繼續使用技術設備進行半精加工（gōng），主要是提出零件表麵的相關材料，有效保證後期加工（gōng）數據的（de）準確性。在精加工過程中，要有效實施精加工，必（bì）須進行準確的數據分析，並通過精細（xì）的技術手（shǒu）段進行加工管理。例如，可以通過精細銑削外圓進行加（jiā）工和（hé）優化（huà），最（zuì）終確（què）保零件的整體滿足當前的設計要求。薄壁零件數控加工本身的加工要求相對較高，為了有效改進材料的精細製造，盡可能減少資源消耗，在薄（báo）壁（bì）零件數控加（jiā）工過程中，首先做好數控變形控製，盡可能成為當前（qián）加工方法和加工參數，有效提出科學的加工方（fāng）案，最終確保變形值在可控範（fàn）圍內，如下所（suǒ）示：

(2)改變加工方法

薄壁零件數控加工的加（jiā）工方法主要包括工藝設計（jì）、零件夾刀具控製（zhì）等三個方（fāng）麵。在薄壁零件的實際數控加工過程中，應有效完成數（shù）控政策的分（fèn）析過程，明確硬件（jiàn）在現階段實際加工過程中的實（shí）際負載能力，有效分析負載列與變形之間的關係，最（zuì）終提出有針（zhēn）對性（xìng）的工（gōng）藝設計方法。F=KU這是目前主要計算過（guò）程（chéng）的公式。F作為薄壁零件的數控加工零件（jiàn）負載陣列，KU代表輕度矩陣，作為加工變形的技術值。通過對三者（zhě）之間的（de）綜合分析，可以觀察到，當負載陣（zhèn）列的值逐漸降低時（shí），應有（yǒu）效調整輕（qīng）度矩陣，最終有（yǒu）效保證零件質量的（de）全麵（miàn）提（tí）高。並加強適當的（de）材料強（qiáng）度，應全麵調整和優化KU的數值，最終選擇合適的加工生產方法。

接下來說說，薄壁零件數控加工工藝優化（huà）效（xiào）果估計

1.有效控製零（líng）件變形

結（jié）合當前的實際情況，在實（shí）施薄壁零件數控加（jiā）工的過程中，應結合實際設計（jì）要求進行加工設計，如圖1所示。首先，應進行粗加工，然後通（tōng）過半精加工，最終完成精加工。在（zài）實施加工的基礎上，應首先進行表麵控製，並在原有的（de）基礎上盡（jìn）可能優化。但在空白零件的施工過（guò）程中，認為內部（bù）受外部環境的影響，加上加熱（rè）處理，很容易（yì）使當前零（líng）件變（biàn）形，最終影響薄（báo）壁零件數控（kòng）加工的實際尺寸和設計質量。由於壁厚的程度不斷變化，其剛性（xìng）結構不能滿足實際生產需（xū）要，因此其自身的（de）指導會發生一定的變化。在壁厚（hòu）的不斷減小中，導致切削振動的產生，最終導致實際產品尺寸不能（néng）滿足實際的設（shè）計要求，其核（hé）心表麵也不能得到保證。數控（kòng）加工工藝主要依靠（kào）實際（jì）設計參數和明確的科學加工方法，但受外部（bù）影響和各種因素的（de）限（xiàn）製，往往直接導致加工難度逐漸增加，產品質（zhì）量不能滿足實際生（shēng）產設計需求，最終達（dá）到精度和預期生產精度差距（jù）較大，不能承受既定的夾緊力，導致變（biàn）形現象，導致薄（báo）壁零件數控加工質量低（dī）。

2.全麵優化工藝（yì）效果

為全麵提高工藝質量，有必要從工藝改進方案和加工方法改進（jìn）兩個方麵進行（háng）技（jì）術優化，從而全麵提高工藝質量。

（1）工藝改進方案。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粗銑，然（rán）後通過加熱處理完成初始加工。采取以下措施：將（jiāng）徑向夾緊力改為軸向壓縮，使零件僅受軸向力而不受徑向力的影響，大（dà）大（dà）降低了零件的夾緊變形。初始加工完成後，應采用退熱的（de）方式進行加（jiā）工，最終完成（chéng）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（liàng）因素（sù）造成（chéng）的許多施工方法不能按照既定（dìng）的加工要求實施（shī），減少因餘量少而無法糾正的內圓設計（jì）形式等相關（guān）問題（tí）。

（2）改進加工方（fāng）法。為了確保孔的實際狀（zhuàng）態能夠在設計師（shī）的控製範圍內，在精加工過程中，也應盡可能利用光刀操作技（jì）術，盡可能提高數控加工質量，確保（bǎo）加工效果（guǒ）。為了改進加工方法，要求操作人員在實際零件加工的基礎上（shàng），選擇（zé）有針對性的機器（qì）加工，以（yǐ）確保加工強度，盡可能實現加工零件的穩定性，同時確保現階段使用的材料滿足既定的工（gōng）作要求，減（jiǎn）少加工設備損壞造成的零（líng）件損壞。

通過分（fèn）析我國薄壁零件（jiàn）數控加工的實際情況，結合工藝改造的實際效果，隻有通過（guò）優（yōu）化薄（báo）壁零件（jiàn）數控加工，才能有效提高（gāo）加工（gōng）質量，減少振（zhèn）動線、變形等問題，有效保證產品尺寸和表麵的實（shí）際粗（cū）糙度符合當（dāng）前的設計管理要求。通過對相關案例結果的有效分析研究，不僅要結合實際（jì）生產經驗（yàn）進行分析（xī）優化，還要提出不同加工方（fāng）法造成的不同問題，盡可能保證加工質（zhì）量（liàng）不受生產經驗的限製，最終（zhōng）對薄壁零件數控加（jiā）工質量造成損害。因此，隻有不斷加強數控加工模擬分析質量，通過有效的（de）方式改（gǎi）進加（jiā）工方法，才能盡可能（néng）提高加工質量，確保所有可控的加工質量。

 

薄壁零（líng）件的加工問題，一直是較難解決的。薄壁件一般采用數控車削的方（fāng）式進行加工，為此要對工件的裝（zhuāng）夾（jiá）、刀具幾何參數、程序的編製等方麵進行試（shì）驗，從而有（yǒu）效地克服（fú）了薄壁零件加工過程中出現的變形，保證加工精（jīng）度。影響薄壁零件加工精度的因素有很多，但歸納直來主要有以下（xià）三個方麵（miàn）：
(1)受力（lì）變形
因工件壁薄（báo），在（zài）夾緊力的作用下容易產生變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。
(2)受熱變形
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。
(3)振動變形
在切削（xuē）力（特別是徑向切（qiē）削力（lì））的作用下，很容易產生振動（dòng）和變形，影響工件的尺寸精度（dù）、形狀、位置精度和表麵粗糙度。
夾緊（jǐn）力的影響
既然影響薄壁（bì）件加工精（jīng）的因素找到了，那麽我們將如何提高薄壁零件（jiàn）的加工精度（dù）呢？接（jiē）下來筆者將通過具體實例來（lái）介紹提高薄壁（bì）件加（jiā）工精度和效（xiào）率的措施。
所示的薄壁零件（jiàn），是我校用數控車床對外加（jiā）工產品（pǐn）中難度較大的零件。采用的設備是（shì）配備（bèi）了廣州數控係統GSK980T的（de）數控車床。為了提高產品的合格率，我們從工件的裝夾、刀具幾何（hé）參數、程序的編製等方（fāng）麵進行綜合考慮（lǜ），實踐證明，有效提高了零件的精度，保證了（le）產品的質量。
示例零件
1. 工件特點分析（xī）
從零件圖樣要求（qiú）及材料來看，加工此零件的難度（dù）主要（yào）有兩點：
(1)因為是薄壁零件，螺紋部分厚度僅有4mm，材（cái）料為45號鋼，而且批量較大，既要考慮如何保證工件在（zài）加工時的定位精度（dù），又要考（kǎo）慮（lǜ）裝夾方便、可靠。通常的車削都是用三爪卡（kǎ）盤夾（jiá）持外圓或撐內孔的裝夾方法來加工，但此零件較薄，車削受力點與夾緊力作用點相對較遠（yuǎn），而且還需車削M24螺紋，受力很大，剛性不足，容易引起晃動，因此要充分考慮如（rú）何裝（zhuāng）夾定位的問題。

 文章地址：CNC加工http://www.dxqiumoji.com/