基于铝合金薄壁零件的机械加工工艺初探

基于铝合金薄壁零件的机械加工工艺初探

苗乃彪

哈尔滨东安高精管轴制造有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150066

摘要：随着我国机械生产技术不断发展，当今我国机械技工技术水平也在不断提高。在机械设备生产中，铝合金薄壁零件在机械领域应用非常广泛，在科技时代下，人们对铝合金薄壁零件机械加工质量要求越来越高，这就需要加强铝合金薄壁零件机械加工技术的研究，提高加工质量。基于此，本文首先探究铝合金薄壁零件机械加工的难点，进而提出提高加工质量的机械加工技术的优化策略。

关键词：铝合金；薄壁零件；机械加工技术

在铝合金薄壁零件的机械加工过程中，由于相关因素的影响，通常不利于该零件的日常工作的稳定运行，这就需要找到其零件加工过程中的问题，展开优化，以促进其机械加工系统内部各个环节协调性的提升，满足日常工作的发展需要。
1薄壁零件加工质量的影响因素

　　机械加工精度指的是在理想状态下，零件机械加工的尺寸和形状与设定要求之间的误差大小。由于加工刀具不同，导致零件加工精度不同，因此在加工的整个过程中，需要对各种类型的零件的尺寸进行准确把握，避免出现较大的加工误差，有效减少加工工艺对薄壁零件质量的影响。影响零件加工精度的主要因素有：机床几何精度和刚性、刀具形状及变形特性、零件形状，实践得知，目前在薄壁零件加工中出现的形变情况其主要原因体现在這些方面：焊接工艺的影响：当前大部分的零件都是采用钢板焊接方法，有一部分铝质零件在加工过程中，由于焊接应力未及时消除，后续生产中这些应力被释放出来，最终导致零件发生形状变化。由于装夹过程出现失误导致零件变形，因为加工环节需要对每个零件进行装夹操作，但是部分人员在此环节未采用合适的装夹工艺，造成零件形变。

　　2 薄壁零件的加工特色

　　薄壁零件在加工环节的工艺特点是特殊的，实际加工中，需要高度重视加工过程，拿铝制材料来说，这种材料自身的韧性、可塑性、粘附性都很强，无法对其进行分离切削，由于加工过程中，刀瘤的出现影响到后续工作的顺利开展。部分铝合金薄壁零件的刚性比较差，所以在使用过程中，需要严格控制其加工工艺，密切关注薄壁零件的机械加工过程，利用有效的加工技术及刀具实现有效切削，避免材料发生塑性变形，这样可更好的满足生产需求。
3 铝合金薄壁零件机械加工难点

由于铝合金材料本身就具备可塑性、高韧性、粘附性等特点，在对铝合金进行加工过程中，加工刀刃会粘上很多铝合金碎屑，甚至会出现刀瘤问题，从而大大影响加工刀的使用寿命，降低了机械加工效率。

3.1 缺乏刚性

由于铝合金的韧性强、抗弯折，这也表示铝合金的刚性不足。在铝合金薄壁零件加工当中，如果加工压力过大，就会造成零部件变形。在切削过程中，加工刀会出现拉伸、扯断、挤压表面等问题，从而产生位移现象，导致铝合金薄壁零件产生无法恢复的情况。

3.2 热变形

相比钢材料来说，铝合金的膨胀系数通常是刚材料的2.4倍，所以在操作人员进行加工过程中会产生很大的热能，这就导致铝合金出现热变形问题。

3.3 硬度不够

在机械加工过程中，通常都会出现表现划伤的问题，导致铝合金薄壁零件表面缺乏光泽度，不符合设备加工标准。导致这样的问题除了日常操作问题外，更多是因为铝合金材料硬度不足。

3.4 表面过薄

铝合金薄壁零件的最大特点就是表面非常薄，如果机械加工人员采用数控机床进行操作，由于薄板自身具备一定的弹性，在切削中受到力的相互作用，从而造成切削面振动问题，导致无法有效控制切削面厚度和尺寸，从而增加了铝合金薄壁零件表面的粗糙度。
4 加工过程中切削刀具的选择

　　合理选择刀具，根据刀具的几何形状、切削用量等特点，合理安排加工任务，关注加工环节的径向切削力，关注薄壁零件的形变情况。根据刀具的形状和切削形变等特点确定刀具前角大小，一旦切削前角过大，切削环节的摩擦力会变小，因此要合理选择刀具前角的大小。切削用量直接影响切削力，在进行粗加工时，严格控制进给量，采用质量较高的切削工艺，关注薄壁零件的变形情况，有效监控机械加工过程。根据薄壁零件的形变量，及时优化机械加工方案，充分意识到润滑作用，比如在切削环节，作业人员根据实际情况，依次对加工零件表面的摩擦力进行削减，采用这种工艺减少切削过程对零件表面的损伤，由此提高薄壁零件的加工性能。了解切削过程的汽化现象，保证薄壁零件与刀具的良好接触，及时了解切削环节薄壁零件与刀具上的部分热量，关注能量损失程度，便于提升刀具切削的准确性和薄壁零件的加工质量。

5 粗加工的注意事项

　　粗加工过程中，作业人员关注铝合金材料的特性，根据铝合金材料的尺寸和粗糙程度进行有效加工，在机械加工的环节，先了解薄壁零件的形状，提前将其工余量消除。明确机械加工原理，材料在加工环节会出现不同的摩擦，由此产生材料错位、零件变形等情况，一旦出现这种情况，就要采取有效方式及时改变零件的预定尺寸，确保薄壁零件的实际尺寸精度。对于形状特殊的薄壁零件，先进行粗加工，冷却处理中，密切关注工作热量对机械加工质量造成的影响，关注零件结构的变化，对零件内部残余的应力采取降温退火法处理。采用降温退火方式保持零件内应力，便于将零件内部的应力进行重新分配，最大限度避免薄壁零件在加工环节发生形变。

6 合理选择夹紧方式

　　零件加工之前先确定薄壁零件的基准面，粗加工之后，薄壁零件存在波两面和鼓型面这两种类型，为了能够更好的满足薄壁零件对机械加工标准的需求，及时做好支撑。在零件底部增加可调节式螺杆，运用螺杆将零件夹紧，保持很好的夹紧力，确保夹紧力度的均衡性，依据设定工作要求，有效防止薄壁零件在加工环节的变形情况，由此提高机械加工质量，保证薄壁零件可正常投入使用。
7 结语

随着我国机械加工技术不断发展，为了能够提高铝合金薄壁零件加工质量，必须要认识到零件加工中的难点。本文主要讲述了薄壁零件的加工工艺，首先介绍机械加工精度的影响因素，实际加工过程中，根据实际情况及时调整机械加工方案，明确薄壁零件的加工特色。明确待加工材料的属性对加工精度的影响程度，根据待加工材料的属性，合理选择装夹方式，认真做好加工前的准备工作，采用质量较高的切削工艺，关注加工环节的径向切削力，保证薄壁零件与刀具的良好接触，关注零件结构的变化，及时处理好零件内部残余的应力，由此增强薄壁零件加工精度。

参考文献：

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[3]蔡浚琴,唐昊.铝合金薄壁零件加工夹具设计[J].林业机械与木工设备,2016,44(08)