什麽是薄（báo）壁（bì）零件？薄壁零（líng）件CNC加工工藝中存（cún）在的（de）問題總結

 

薄壁零（líng）件就是壁厚在1mm以下的（de）金屬材料的零件。

　　薄壁零件已日益廣泛地應用在各工業部門，因為它具有重量輕，節（jiē）約材料，結構緊湊等特點（diǎn）。但薄壁零件的加工是車削中比較棘手的問題，原（yuán）因（yīn）是薄壁零件剛（gāng）性差，強度弱，在（zài）加工中極容易（yì）變形，使（shǐ）零件的形（xíng）位誤差增大，不易保證零件的加工質量。對於批量（liàng）大的生產，我們可（kě）利用數控車床高加工精度及高生產效率的特點，並充分地考慮工藝問（wèn）題對零件加工質量的影（yǐng）響，為此對（duì）工件的（de）裝夾、刀具幾何參數、程序的編製等方麵進（jìn）行試驗，有效地克服薄壁零件加工過程中出現的變形，保證了加工精度,為今後（hòu）更好的加工（gōng）薄壁零件提（tí）供了好的依據及借鑒。

通常我們在對薄壁零件進行（háng）CNC加工時，工藝上是否（fǒu）存在的以（yǐ）下問題？

(1)加工過程（chéng）中存在問題

薄（báo）壁零件數控加工過程（chéng）要求（qiú）整（zhěng）個零件厚度不超過1mm，薄壁零件雖然整體結構相對（duì）緊密，但剛度（dù）差，強（qiáng）度不能滿足實際生產加工要求（qiú），在實際加工過程中（zhōng）往往由於材料本身的原因，導致加工效果不（bú）符合（hé）實際設計要求。因此，應通過改進工藝進行（háng）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（zhōng），應在保證整個（gè）夾（jiá）的緊湊性的基礎上，有效地（dì）進（jìn）行適（shì）當的調整和優化，並盡可能全麵地控製和優化管理和旋（xuán）轉矩陣。同時，由於夾本身受到主軸的影響，隻有確（què）保所有的重心控製都集中在主軸的頂（dǐng）部，才能有效地確保各項工作的（de）全麵開展（zhǎn）。對當前零件的實際狀態進行有效的懸掛深度（dù）控製（zhì）和選擇（zé），以確保整個長度滿足當前的設計要求。同時，在生產過程中，還應確保夾（jiá）的強度和硬度滿足當（dāng）前的（de）實際需要（yào），以減少夾的損壞，並盡可能確保所有夾的長期運行（háng）。然而，在實際操作中（zhōng），刀具的控製主要（yào）集（jí）中在薄壁（bì）零件的數（shù）控加工和切割過程中。許多（duō）操作人員沒有選擇整個切（qiē）割角（jiǎo）度，最終導（dǎo）致整個切割角度不符合當（dāng）前的實際要求，以確保既（jì）定的加工需求隻需要較小的努力（lì），最終確保（bǎo）零件可以在變化的基礎上得到有效的控製。

下麵鑫創盟淺談兩個薄壁零（líng）件CNC加工方法工藝優化（huà）措施：

(1)優化加工（gōng）工藝

與傳統的加工工藝相比（bǐ），通過這種薄壁零件的數控加工（gōng）方法，采用的科技設計和加工，可以大大降（jiàng）低加（jiā）工（gōng）過程中的數據誤差，從而有效地保證當（dāng）前零件（jiàn）產品的實際質量。通過對薄壁零件數控加工相關技（jì）術流程的綜合分析（xī），現階段采（cǎi）用薄壁零件數控加工的方法主（zhǔ）要是從粗加工逐步向精加（jiā）工轉變。在使用數控技術進行粗加工的過程（chéng）中，往往需要分析當（dāng）前零件的實際情況（kuàng），然後製定目標的工藝加工方法，不（bú）僅可以提高加工質量，而且可以減少損失的產生（shēng）。粗加工完成後，可繼續使用技術設備進行半精加工，主要是提出（chū）零件表麵的相關材料，有效（xiào）保證後期加工數據的準確性。在精加工過程中，要有效實施精加工，必須進行準（zhǔn）確的數據分析，並通過精（jīng）細的技術手段（duàn）進行加工管理。例（lì）如，可以通過精細銑削外圓進行加工和優化，最終確保零件的整體滿足當（dāng）前的設計要（yào）求。薄壁零件數控加工本身的加（jiā）工要求（qiú）相對（duì）較（jiào）高，為了有效改進材料的（de）精細製造，盡可能減少（shǎo）資源消耗，在薄壁零件數控（kòng）加工過程中，首先做好數控變形控製，盡可能成為當前加工方法（fǎ）和加工參數，有效提（tí）出科學的加工方案，最終（zhōng）確（què）保變形值在可控（kòng）範圍內，如下所示：

(2)改變加工方法

薄壁零件數控加工的加工方法主要（yào）包括工藝設計、零件夾刀具控（kòng）製等三個（gè）方麵。在薄壁零（líng）件的實際數控加工過程中，應有效（xiào）完成數控政策的分析過程，明（míng）確硬件在現階段實際加工過程中的實際負載能力，有效分析負載列與變形之間（jiān）的關係，最終提出有針（zhēn）對性（xìng）的工藝設計方法。F=KU這是目（mù）前主要計（jì）算過程的公（gōng）式（shì）。F作為薄壁零（líng）件（jiàn）的（de）數控加工零件負載陣列，KU代表輕度矩陣，作為加工變形的技術值。通（tōng）過對三者之間的綜合分析，可以觀（guān）察到，當負載陣列的值逐漸降低時，應（yīng）有效調整輕度矩陣，最終有效保證（zhèng）零件質量的全麵（miàn）提高。並加強適當的材料強度，應全麵調整和優化KU的數值（zhí），最終（zhōng）選擇合適的加（jiā）工生產方法。

接下來說說，薄壁零件數控加工工藝優化效果估計

1.有效控製零件變形

結合當前的實際情況，在實施薄壁零件（jiàn）數控加工的過程中，應結合（hé）實際設計要求進行加工設計（jì），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。在實（shí）施加工的基礎（chǔ）上，應首先進行表麵控製，並在原有的（de）基礎上盡可能（néng）優化。但在空白（bái）零件的施工過（guò）程中，認為內部受外部環境的影響，加上加（jiā）熱處理，很容易使（shǐ）當前零件變形，最終影響薄（báo）壁零件（jiàn）數控（kòng）加工的實際（jì）尺寸和設計質量。由（yóu）於壁厚的程度不斷變化，其剛性結構不能滿足實際生產需要，因此（cǐ）其自身的指導會發生一定的變（biàn）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（jì）產品尺寸不能滿足實際的設計要求，其（qí）核心表麵也不能得到保證。數控加工工藝主要（yào）依靠實際設計參數（shù）和明確的科學加工方法，但受（shòu）外部影響和各種因素的限製，往往直接（jiē）導致加（jiā）工難度逐（zhú）漸增加，產品質量不能滿足實際生產設計（jì）需（xū）求，最終達到精度和預期生產精度差距較大，不能承受既定的夾緊力，導致變形現象，導致薄壁（bì）零件數控加工質（zhì）量低（dī）。

2.全麵優化工藝效果

為全（quán）麵提高工藝質量，有（yǒu）必要從工藝改進方案和加工方法改進兩個方麵進行技術優化，從（cóng）而全（quán）麵提高工藝質量。

（1）工藝改進方案。結合當前的實（shí）際設計需要，在（zài）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，然後通過加熱（rè）處理完成初始加工。采取以下措施：將徑向夾緊力改為軸向壓縮，使（shǐ）零件僅受軸向力而不受徑向力的影（yǐng）響，大大（dà）降低了零件的夾緊變形。初始加工完成後，應采用退熱的方式進行加工，最終完（wán）成精加工。在精加工過程中，應提前（qián）安（ān）排和管理餘量，有效避免因餘量因素造成的許多施（shī）工方法不能按照既定的加工要求實施，減少因餘量少而無法糾正的內圓設計形式等相關問題。

（2）改進加工方法。為了確保孔的實際狀態能（néng）夠在設計師的控（kòng）製範（fàn）圍內，在精加工過程（chéng）中，也應盡可能利用（yòng）光刀操作技術（shù），盡可能提高（gāo）數控（kòng）加工質量，確保加工效果。為了改進加工方法（fǎ），要求操作人員在（zài）實際零件加工的基礎上，選（xuǎn）擇有針對性的機器加工，以確保加工強度（dù），盡可能實現加工零件的穩定性，同時確（què）保現階段使用的材料滿足既（jì）定的工作要求（qiú），減少加工設（shè）備損壞造成的零件損壞。

通過分析我國（guó）薄壁零件數控加工的實際情況，結合工藝改造的實際效果，隻有通過優化薄壁零件（jiàn）數控加工，才能有效提高加工質量（liàng），減少振動線、變形等問題，有效保證產品尺寸和表麵的實際粗糙度符合當前的（de）設計管理要求（qiú）。通過對相關案例結果的（de）有效分析研究，不僅要結合（hé）實際生產（chǎn）經（jīng）驗進行分析優化，還要提出不同加工方法造成的不同問題，盡（jìn）可能（néng）保證加工質量（liàng）不受生產經（jīng）驗的限（xiàn）製，最（zuì）終對薄壁零件數控加工質量造成損害。因此，隻有不斷加強數控加工模擬分析質量，通過有效的方式改進加工方法，才能盡可能提高加工質量，確保所有可控的加工質量。

 

薄壁零件（jiàn）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（shì）進行加工（gōng），為（wéi）此要對工件的裝夾、刀具幾何參數、程序的編製等方麵進行試驗，從而（ér）有效地克服了薄壁零件加（jiā）工過程中出現的變形，保證加工（gōng）精度。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：
(1)受力變形
因（yīn）工件壁薄，在夾緊力的作用下容易產生變形，從而（ér）影響工件的尺寸精（jīng）度和形狀精度。
(2)受熱變形
因工件較薄，切（qiē）削熱會引（yǐn）起工件熱變形，使工件尺寸難於控製。
(3)振動（dòng）變形
在切削力（特別是徑向切削力）的作用下，很容易（yì）產生振動和變形，影響工件的尺（chǐ）寸精度、形狀（zhuàng）、位置精度和表麵粗糙度。
夾緊力的影響
既然影響薄壁件加工精（jīng）的因素找到了，那麽我們將如何提（tí）高薄壁零件的加工精度呢？接下（xià）來筆者將通過具體實例來介紹提高薄壁（bì）件加工（gōng）精度和效率的（de）措施。
所示（shì）的薄壁零（líng）件，是我校用數控車床對外加工產品中難度較大的零件。采用的設備是配備了廣（guǎng）州數控係統GSK980T的數控（kòng）車床。為了提高產品的合格率，我們從（cóng）工件的裝夾、刀具幾何參數（shù）、程序的（de）編製等方麵（miàn）進行綜合考慮，實（shí）踐證明，有效提高了（le）零件（jiàn）的精度，保證了（le）產品（pǐn）的（de）質量。
示例零件
1. 工（gōng）件特點分析
從零件圖樣（yàng）要求及材料來看，加（jiā）工此零件（jiàn）的難度主要有兩點：
(1)因為是薄壁零件，螺紋部分厚度（dù）僅（jǐn）有4mm，材料為45號鋼，而且批（pī）量較大，既要考慮如何保證工件在加工時的定位精度，又要考慮（lǜ）裝夾方便、可靠。通常的車削都是用三爪卡（kǎ）盤夾持外圓或（huò）撐內孔（kǒng）的裝夾方法來加工，但（dàn）此零件較薄，車削受力點與夾緊力作用點相（xiàng）對較遠，而（ér）且還需車削M24螺紋（wén），受力很大，剛性不足，容易引起（qǐ）晃動，因此要充分考慮如何（hé）裝夾定（dìng）位的問（wèn）題。

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