数控车床加工薄壁零件的工艺及参数选择

数控车床加工薄壁零件的工艺及参数选择

黄小鹏

安徽省行知学校  安徽省黄山市  245200

摘要:薄壁类零件本身的结构相对薄弱，加工难度较大，并且在目前数控机床操作环节，对于操作人员而言，最难的问题就是对薄壁零件的加工。因此在设计过程中采取工装夹具等来分析具体电气设备中的支护件结构，然后利用数控车床进行加工，判断影响其加工精度的相关因素，以优化设计来促进后续加工工作顺利开展。同时，也需注重后续加工质量的保障措施，提升薄壁类零件的加工精度。

关键词：数控车床;加工薄壁零件;工艺;参数选择

引言

对于在车削上具有薄壁结构的某些零件，由于零件的薄壁，在夹紧力作用下容易变形，从而影响零件的尺寸精度和形状精度。在排程中，虽然存在工件和精加工，但工件和精加工通常是分开进行的，首先执行完整的工件加工，然后在精加工之后完成工件加工。由于切削馀量大、切削力大、变形大，在加工过程中不一定能完全消除过度切削力所造成的变形。由于前后厚度不同，尺寸很差，很难满足工艺要求如果在编程时合理安排毛坯和精加工路径以及合理分配加工馀量，可以解决零件变形问题的一些不良刚度。

一、薄壁零件简述

薄壁零件是由厚度和内径曲率比小于5%的薄板和加强筋组成的轻元件，它们使用少量材料并产生低质量的产品。薄壁零件的结构本身相对紧凑，硬度和刚度不足，易于在生产过程中变形和修复，这影响了薄壁零件的方向，但也影响了薄壁零件的使用效果。薄壁零件具有特殊的尺寸和形状，即使是特殊材料，最常用的薄壁加工材料也是钛合金和复合材料，它们是在不同的生产场景和场景中制造的。从分析薄壁零件的加工和工艺角度来看，薄壁零件的最终加工效果反映了加工等级，薄壁零件通常应用于高精度领域，加工等级直接影响下一个装配产品的质量。从车削过程的角度来看，夹具的切削量和材料以及几何参数会影响薄壁加工的质量。

二、影响薄壁零件质量的因素分析

（一）切割方式的选择

切割薄壁零件时，必须选择适当的切割方法以避免影响零件过程的质量。因此，结合薄壁零件的实际要求，应选择科学的加工方法来提高零件的切削精度。例如，粗加工薄壁零件时，选择渐进加工方法可确保刀具路径标准化并使切削更加均匀。

（二）切割精度受切割参数影响

在实践中，当控制其他几何参数而不改变它们时，剪切力受到一系列对零件变形影响最大的因素的影响。通过在切割前后相应地更改角度，可以有效地减少摩擦和变形，减少零件中的错误，并确保零件的加工精度。铣削速度、进给速度和宽度在确定刀具的几何参数时会对切削精度产生较大的影响，尤其是对这些加工参数的偏差，这些偏差会因材料而异，并会影响摩擦。精确控制特定区域中材料的变形是当前机器加工技术需要改进的领域。

三、数控车床加工薄壁零件的工艺及参数选择

（一）定位选择

加工薄壁圆筒件、气缸孔和阶梯孔时，精度要求较高，包括位置和尺寸，工艺可以通过统一准确的定位达到标准。结合零件加工工艺，以外圆表面和c端面为加工定位参考。采用c层作为参考，在提高加工精度方面具有一定的优势。在单个装配中，可以处理外圆面和内孔、端面、台阶面等，进一步提高零件的生产效率，同时确保各个零件的精度要求。在加工过程中同时扩大外圆和内孔加工，确保零件壁厚均匀，减少错误率。c型端面作为定位参考，也可以避免设计和加工误差，提高薄壁圆柱的加工质量。

（二）选择合理的加工路线同步进行粗、精加工

(1)粗加工:为了更有效地使用更大的加工参数，根据零件页面的要求，保留厚度为3-5 mm的边；对于较长的长度，应分割零件，在粗加工或精加工后将其减半，然后根据零件的要求重新加工，以确保零件在半加工或精加工过程中足够刚性。(2)半加工:进行分段，就像粗加工一样，不同零件保留不同厚度，长度可分为三段或四段，例如前1/3馀下数量0.5毫米；1/3留在中心1毫米；残馀1/3 2毫米；在0.5mm终止面上保持不变。(3)精加工:①前端1/3剩馀0毫米，中间半加工1/3剩馀0.5毫米；1/3残馀1毫米后部；最终装药0.5毫米；②仲裁空间的1/3仍为0毫米；精加工曲面上的坯件裕量为0mm；③后面1/3保持0.5毫米。④精加工的1/3还剩0mm。在加工过程中，零件形成导体结构(例如棱锥体)，其原因较厚，以确保加工并支持较长工件的加工。

（三）工件的装夹

1）选择合适的夹具对内孔进行装夹。结合专业的夹具进行装夹作业。首先，使用三爪的定心卡盘来夹住夹具，然后在数控车床的夹具内放入薄壁零件。此时夹具外源具备螺纹，内孔的左侧有台阶，以此来对轴套进行定位。其次，将螺母锁紧，螺母内部螺纹可以压紧轴套，且应注意轴套的内径需要较螺母内径尺寸小，保障薄壁轴套不被车削。轴套需向上定位，薄壁零件被加工完毕后，可拆卸螺母，如果需要大量生产，则不必拆卸螺母，直接将其在下一个零件上装入即可。同时，在内孔进行加工期间还需要考虑到内孔车刀的刚性问题。一般会通过对内孔车刀刀柄截面积的增加来达到加工刚性要求，其中在对刀具进行刃磨的过程中，可保障刀柄和内孔车刀刀尖有着等高的中心线，进而可将孔中刀柄的截面积增大，并且一般的刀柄需要长出加工零件5mm~8mm，这样可以在切削过程中减少其所发生的振动，防止部件发生振动变形的问题。但是，如果太长也会对车刀刀柄的刚性造成负面影响。2）外圆加工期间选择合适的夹具来实现装夹作业。利用三爪定心卡盘来夹住夹具，然后将薄壁套轴直接套在夹具上，把垫圈放在夹具的台阶轴上，利用螺母压紧垫圈，同时压紧薄壁套。

（四）建立最优数控车床加工方案

在薄壁零件的加工过程中,许多误差因素是不可避免的,因此必须尽量减少对零件加工的影响。此外,必须综合考虑确保薄壁CNC旋转质量的所有参数,以获得最佳效果。生产前,加工人员分析零件的工艺路线图,选择合适的加工工艺和刀具,完善加工位置,刀具的角度和方向,剩余方向,以提高加工精度。

结束语

综上所述，可以在薄壁类零件设计过程中采取工装夹具等来分析具体电气设备中的支护件结构，然后利用数控车床进行加工，判断影响其加工精度的因素，以优化设计来促进后续加工工作的顺利开展。同时也需注重后续加工质量的保障措施，提升薄壁类零件的加工精度。

参考文献

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[2]张本忠.薄壁零件数控加工工艺质量的改进方法[J].现代制造技术与装备,2016(05):85-87.

[3]季恺.薄壁零件数控加工工艺质量改进分析[J].佳木斯职业学院学报,2015(09):491-492.