薄壁零件数控加工工艺质量改进分析

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年4月11期   作者:姚品希
[导读] 数控加工工艺可以有效完成对薄壁零件的加工,并改善传统薄壁零件加工
       姚品希
       航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司   黑龙江省 哈尔滨市 150000
       摘要:数控加工工艺可以有效完成对薄壁零件的加工,并改善传统薄壁零件加工的工艺流程,在提升薄壁零件加工效率的同时,还能有效提升薄壁零件的加工精度,满足薄壁零件加工的基本需求.但是,实际的薄壁零件数控加工工艺中,会受到一些外界因素的影响,导致零件加工的质量出现问题.为此,需要强化对薄壁零件数控加工工艺质量的分析,再选择有效的工艺质量进行方法,旨在提升薄壁零件质量提升,积极推动零件加工企业的发展和进步。
       关键词:薄壁零件;数控加工;工艺质量;改进方法
 引言
       数控技术在薄壁零件加工中的应用日益成熟,极大地推动了我国制造行业的发展。但就薄壁零件加工的现状来看,依旧存在着一系列问题,如薄壁零件加工次品率高、质量低等,对我国制造行业的长久发展极为不利。下文中,会对薄壁零件数控加工中存在的不足进行分析,并提出一些有利于改进加工工艺的策略,希望能够对数控技术在薄壁零件生产中的高效应用有所帮助。
 一个完整的机械零件加工工艺是由几个不同的部分组成的.,.机械工艺发展对于中国经济建设和基础科研都具有非常重要的意义。目前,随着我国经济结构的转型,人口密集型的机械工厂发展已经不能满足我国的要求,中国制造企业的生产已逐步从原来的粗犷型转向高精尖发展,现在的机械工艺更讲究自动化、智能化,并且进一步保证机械产品的质量,降低机械产品生产和研究的成本,提高机械产品的生产效率,机械零部件的工艺需要进行重点的研究。
一、机械数控加工技术概述
       机械数控加工是指利用计算机技术、自动化技术、过程控制等学科知识来控制机械零件和刀具位移的一种机械加工方法,能解决机械零件的小批量化加工、加工精度高、形状复杂、品质多样等实际问题,实现机械加工的自动化程度高、加工效率高、生产制造的高效化等优点,决定机械数控加工技术在制造行业中的重要地位与广泛的应用范围,对其的应用推广和改良完善直接影响机械数控加工技术的水平高低与制造产能优劣。
二、薄壁零件机械加工的特点
在薄壁零件机械加工操作中,加工精度是保证其应用质量的根本,但是,加工精度水平会受到加工零件以及刀具等外界因素的影响,造成一系列加工误差,基于此,在制定薄壁零件机械加工工艺过程时,要对影响精度的要素予以关注,确保能针对性地处理,才能保证加工的基本质量满足预期要求。为了减少误差对加工精度产生的不良影响,在机械加工处理工序中,要对可能产生影响的因素予以判定分析,从而打造更完整的薄壁零件机械加工处理方案。影响加工精度的因素主要有以下几个方面:
  1、刀具的基本质量。刀具的质量和应用便捷性会直接影响加工操作的实效性。另外,刀具受到的外力影响以及变形程度也会形成作用。
2、机械加工机床的几何精度以及刚性。作为基础参数,其整体水平会不同程度地影响薄壁零件机械加工质量。
3、夹具的基础结构和受力情况。在薄壁零件加工处理过程中,装夹方式也会形成不同程度的作用。
4、切削过程中切削液的成分。
三、薄壁零件的机械加工工艺
  1、加工基准选择。粗基准的选择尽量选用光洁、平整、面积较大的表面,基准面上的飞边、毛刺、浇冒口残留凸起部分应去除掉,以保证定位准确,夹紧可靠。精基准应尽量与设计基准、装配基准、测量基准保持一致。且工艺上应充分考虑加工中零件的稳定性、定位准确性,夹紧可靠性。
2、粗加工。由于铝合金零件加工尺寸精度和表面粗糙度不容易达到高精度要求,在加工过程中,首先对各加工面的加工余量,尤其是形状复杂的薄壁零件,在精加工前予以去除,对一般平面的粗加工,选用铣刨加工,对于特殊形状的部位,采用镗床进行粗加工。


3、成型精加工。为了保证铝合金零件的成品尺寸精度及表面粗糙度,结合铝合金的特点,应该选用精度较高的设备完成零件的精加工工序,一般选用镗床、数显铣床或加工中心来完成。在精加工过程中,通常选用润滑性能好、粘度低、冷却性能好的煤油做切削液。在润滑刀具的同时,及时带走切削热,降低刀具刃前区及零件加工面的温度,减小零件的温度变形。
4、夹紧方法的合理选择。虽然零件定位基准面已铣平,但铝合金薄壁零件刚度相对较低,易产生装夹变形,为了使所加工面的平面度能达到设计要求,不至于出现鼓形面或波浪面,加工前可设计适当的装夹工装。夹紧时夹压处加垫油纸,夹紧力度适当,完全能够加工出令人满意的薄壁铝合金零件。
四、薄壁零件数控加工工艺质量的改进方法
       4.1保证加工流程设计的科学性
数控技术在薄壁零件加工中的应用,能够在提高零件加工效率的基础上,保证薄壁零件的加工质量。可以说,数控技术的应用,对于零件加工自动化、智能化的实现十分必要。与传统加工工艺相比,数控加工工艺能够大大降低加工过程中出现误差的可能性,为薄壁零件生产质量的提高奠定基础。为了保证数控加工工艺在薄壁零件加工中应用的有效性,就必须提高加工流程设计的科学性与合理性。以薄壁零件中“形变”这一问题为例,在进行加工工艺设计之前,应先找出零件发生形变的原因并进行受力分析,然后再确定切割基面,为后续零件切割工作的顺利实施提供保障。因此,必须要根据薄壁零件的加工需要,不断改进零件加工方案,从而实现薄壁零件加工质量的提高。
4.2提升零件装夹方式以及具体装夹措施
       在薄壁零件数控加工过程中,零件的夹紧方法和方案也是影响加工质量的主要因素。由于薄壁零件的强度较低,在零件加工过程中,如果拧紧力过大,会导致零件的变形,对零件的精度和质量产生不良影响。在零件加工过程中,还有另一种力量的支持。支持力和夹紧力相互对应。由于薄壁零件的强度较低,支持力与夹紧力的受力方向存在一定的差异。因此,在零件加工过程中,必须增加额外的支撑力,以满足零件加工的强度要求。也可以说,支撑力是为了增强零件的强度和阻力。一般来说,支撑力作用于薄壁零件的最薄弱部分。但夹紧力是相反的,一般适用于强度较强的部分。只有紧密结合,才能提高薄壁零件的加工精度。
4.3提高切割精度
       无论是切割角度的选择,还是切割方式的选择,都会对切割准确性产生直接影响。在利用数控技术进行薄壁零件加工时,需要先将零件夹紧,然后进行切割故而极易导致零件变形,对后续加工作业的开展造成不良影响。一旦零件出现变形,预设好的切割路径就会发生改变。为防止上述问题的出现,应注意以下4点:
(1)根据所加工零件的物理特性,计算夹紧时的角度和力度,减小形变量。
(2)选择合适的支撑点,防止夹紧操作对零件表面刚度较低部分所造成的损坏。
(3)严格控制切割时的速度和方向,防止切割不当造成的零件变形。
(4)重视误差计算,及时修正切割过程中出现的路径偏移,降低薄壁零件加工时的次品率。
除此以外,适当增大切刀的切入角度,能够更好地控制切割速度,减小切割过程中刀具与零件之间的摩擦力,降低薄壁零件变形的可能性。重视数据分析,提高切割角度计算的准确性,保证参数设置的合理性,能够最大程度发挥出数控技术对提高薄壁零件加工工艺质量的促进作用。
       结束语
在薄壁零件机械加工工艺体系内,要结合具体应用标准和要求,维持加工精度的同时,建立完整的工艺控制方案,优选相应设备和材料,减少变形造成的质量问题,进一步规范薄壁零件加工工作。
参考文献:
[1]卢华明.提高薄壁零件机械加工精度的工艺研究[J].技术与市场,2020(07):151-153.
[2]徐华.关于机械加工中数控车加工薄壁组合零件工艺分析[J].中外交流,2019(22):162.
[3]张国伟.机械加工工艺对螺纹套管胀接结构拉脱力的影响分析[J].机械制造,2020(14):279-281.
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