张皓然
中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150000
摘要：随着加工技术的提高，越来越多的薄壁零件被应用到产品设计中。铝合金因其比重低、比强度高而被广泛应用于薄壁零件。薄壁结构带来的重要问题之一是刚度差，难以保证零件的加工精度。薄壁铝合金零件的加工主要面临以下问题:铝合金材料熔点低，加工中如果冷却不及时，容易在刀具上形成积屑，改变刀具的几何参数和锋利度，造成加工误差；随着材料的去除，材料中的残余应力逐渐释放，随着切削过程中的加工应力，零件在加工完成后可能发生变形；薄壁结构件的装夹容易变形，应尽量采用低应力装夹方式。
关键词：铝合金；薄壁；仿真；吸具；
针对铝合金薄壁零件加工中容易变形的特点，仿真分析了两种真空吸具吸附方式下零件变形情况，并计算分析了加工过程中的稳定性，最终在确定的工艺参数下完成零件加工。
一、铝合金薄壁零件性能与工艺特色
在当今的机械加工过程中比较常用铝合金薄壁零件，因为这种零件的性能和工艺特点都是比较特殊的，因此在实际加工过程中，机械加工人员需要特别注意。铝合金材料本身就具备很强的可塑性和韧性，还具备比较强的粘附性，很难分离其切屑。机械加工人员展开切削作业的时候，很容易在刀刃上粘附着切屑，很容易就会出现刀瘤，严重影响到后续的工作。铝合金薄壁零件的刚性都比较差，因此在实际利用的时候，需要加强控制加工力度，因为如果利用了过大的力度，那么铝合金薄壁零件就很容易发生变形，无法加工出符合质量需求的零件。在实施切削工作的时候，要有效的控制利用刀具。实施切削工作的过程中可能会产生晶体颗粒，那么晶体原子就会出现位移，导致材料发生塑性变形的情况，并且无法恢复这种塑性变形的情况，这种材料通过加工无法满足提出的实际要求。铝的线膨胀系数通常情况是0.0000238，而刚度就是0.00001。对比这种材料，可以明确铝的线膨胀系数是比较大的。因此机械加工人员切削作业的过程中，就会产生很大的热量，导致零件出现变形的情况。铝合金零件材料缺乏硬度，在机械加工的时候，很容易划伤加工面。因此，利用铝合金薄壁零件，很难满足零件表面粗糙度的实际要求，机械加工人员需要熟练掌握加工设备的控制，使其加工水平得到不断提升。机械加工人员加工铝合金薄壁零件通常都是利用数控机床，一些零件的厚度比较薄，在实际加工的时候要多加注意，否则切削面很容易就会出现振动的情况，这样不利于对于零件的厚度和尺寸给予控制，此外零件表面的粗糙程度也会由此增加。
二、?优化铝合金薄壁零件机械加工工艺水平的策略
1.以铝合金材料特性和机械加工基准为基础。要想获得满足加工需求的零件，就要充分掌握有关加工材料的应用环节和特性，利用铝合金材料的各种特点，保证后续加工工作更好的发展下去。机械加工人员以铝合金材料的特性为基础，从而可以更好的选择合适的加工设备。机械加工人员需要掌握铝合金材料的实际情况，如果在加工过程中出现了问题，那么机械加工人员也可以从容应对。例如在实际切削过程中产生的刀瘤，或者在机械加工时候零件出现变形的情况。除此以外，还可能会划伤表面，出现热变形的情况。因此实际加工的时候就要确定好加工基准，明确基准之后，最先选择的条件就是面积比较大，并且具有良好的光洁度和平整度，这样才可以处理基准面，使其变得更加平整。如果在这个时候基准面出现了凸起的部分，例如常见的飞边、毛刺等，要及时清理干净，这样有利于加工人员准确定位，使其可以夹的更紧。机械加工人员在实际施工的过程中，要时刻关注零件的稳定性和准确的定位，时刻保持夹紧状态。
2.粗加工过程的注意事项。在实施粗加工过程中，比较重视铝合金表面的粗糙度和铝合金的尺寸，因此在加工过程中，需要重视加工面的加工，如果加工零件的形状比较复杂，在实际加工之前，就要提前去除工余量。掌握铝合金材料的特点和加工原理，这样可以避免铝合金材料在加工过程中受到摩擦，也就不会产生晶粒，引发变形和错位等情况，此外还会引发加工硬化的情况。切削工作会产生一定的热量，如果出现了切削变形的情况，加工零件的过程中可能会改变其尺寸，使其和预定尺寸不符，最终就会出现零件变形的情况。机械加工人员在加工过程中，如果是普通的平面就会采取铳刨加工的方式。机械加工人员利用转速比较低的方式，可以保证铝合金零件的实际尺寸精度。如果加工面的形状比较特殊，需要实施粗加工，在实际工作的时候，首先需要进行冷却工作，避免因为工作热量对于加工精度的影响。铝合金零件通常都具备复杂的形状，因此需要利用低温热处理的方式，指的就是零件经过切削之后，零件的组织结构发生变化，在内部还会产生一定的残余应力，这就需要利用低温退火的方式进行实际处理，例如针对铝合金薄壁腔体，采取低温退火方法的温度要保持在1700～1900℃之间，要始终低于结晶的温度，这样才不会影响到零件硬度和强度。利用低温退火处理方式，无法全部的消除零件的应力，但是利用这种方式可以将大部分进行消除，虽然还会存在剩余应力，但是不会影响到零件。机械加工人员可以将保温时间进行调整，使消除应力的效果得到提升，这样一来零件就更加符合设备具体要求。利用低温退火方式可以避免因为内应力影响到实际加工过程，重新分配零件加工应力，避免出现零件变形的情况。
3.中欧是精加工的成型过程。通过精加工的方式，保证零件的尺寸和粗糙度可以符合相关的标准。在实际加工的时候，需要考虑到铝合金材料特性，利用高精度加工方式。通常情况下，加工人员都是利用数显铳创和镗床以及加工中心等。实施精加工的过程中，要选择高速度的设备，这样可以加强铝合金材料的加工余量，还可以利用粗刀杆刀具，满足刀具的刚度，这样才不会因为工作产生的振动，影响到机械加工的精度。工作人员在装夹工件的时候，以装夹次数为基础，最好可以一次性定位成型，如果降低了夹紧力，那么就会增添各种误差问题。通常的温度是比较高的，因此需要采取有效的措施消散产生的热量，在这个过程中需要注意铝合金的熔点，铝合金的熔点比较低，在切削过程中很容易发生半融化的情况，因此，加工人员需要掌握好切削的速度。利用的速度不能太快，如果太快那么就会出现大量的热切削量，这些产生的热量无法及时消除。良好的切削工作需要具备一定的润滑性和冷却性，可以辅助机械加工更好的进行下去，避免在高温影响下，降低加工零件的强度，导致铝合金零件出现凹凸不平的情况。良好的润滑剂具有良好的冷却性，并且其粘稠度不高，这样可以使切削热量得到有效的降低，加强刀具的润滑度，在最大程度上解决零件变形问题。
4.选择合理的夹紧方式。虽然在加工之前已经铳平了铝合金薄壁零件的定位基准面，但是如果利用比较大的压力，那么就会直接导致铝合金薄壁零件出现变形的情况。实施加工工作之后，会出现波两面和鼓型面两种类型，为了保证铝合金薄壁零件满足机械设备标准，在加工之前，需要安装好支撑，例如调节螺杆和地板，这样可以弥补铝合金薄壁零件缺乏刚度的不足。实施机械加工的时候，夹紧零件的过程中最重要的就是螺杆，需要监督螺杆始终保持同样的夹紧力，如果没有均衡的分布夹紧力，那么零件很容易就会出现变形的情况，无法满足预期数值要求，这种零件也无法在工作当中正常利用。
总之，铝合金薄壁零件的机械加工工作非常复杂，很容易就会造成零件变形等问题，需要引起加工人员的注意，使自身机械水平不断提升，保证机械加工的工作质量，促进机械设备可以正常的运转。
参考文献：
[1]赵海洋.关于铝合金薄壁零件机械加工环节的分析.2019.
[2]李冬鹏.关于铝合金薄壁零件加工技术研究.2020.