薄壁件數控銑削加工環節問題

.薄壁件數控銑削加工環節問題

            在薄壁零件數控銑削加工中，為了（le）獲得高質量的薄（báo）壁零件，一般采用精細加工。

由於薄壁零件本身結構比較脆弱，為了獲得高精度、高質量的零件，需要對其內部結構進（jìn）行分（fèn）析（xī），設定切削力或選擇刀具等（děng）工藝，保證操作過程不會（huì）對零件本身造成（chéng）任何影響。

              這一（yī）過程可能造成比較高的（de）誤差率或者破損率，例如切削力參（cān）數設計不準確導致實際生產加工薄壁（bì）件的（de）過程（chéng）中存在與規定參數的差（chà）異點，使切削（xuē）速度超過了薄壁件外表麵層的承載能（néng）力，造成薄壁件的變形。

同時，生產中的銑刀也可能因長時間的加工（gōng）而出現過熱問題，薄壁件本身（shēn）外表麵的熱承載效率比較低，其熱應力作（zuò）用的極限值高於刀（dāo）片或薄壁（bì）件的承載（zǎi）極限值（zhí），就很容易產（chǎn）生（shēng）熱變形。

             在後期的加工調整過程中（zhōng），應深入分析數控銑削加工（gōng）中存在的問題，結合操作工藝，改進薄壁件的生產加工程序。

2、薄壁件數控銑削加工出現問（wèn）題的原因

             由於薄壁零件內部結構的複雜性，在加工時很（hěn）容易出（chū）現各種問題。數控銑削（xuē）加工中，薄壁零件可能（néng）產生的問題比較多，主要原（yuán）因是加工工藝和零件本身的承載性能存在差異（yì），導致零件在（zài）生產過程中出現斷裂或者微變形。

從零件生產情況來看，技術工藝應用過程中可能出現以下問題：

(1) 切削（xuē）熱問題。 刀（dāo）具（jù）高速旋轉或切削等都會產生熱值，會對薄壁（bì）零件內部（bù）的材料或（huò）結構產生影響，進而產生變形問題。薄（báo）壁零件的材料結構和形狀特殊，使薄壁零件因為加（jiā）工熱的影響（xiǎng）而產生相應的變形。

(2) 應力負荷問題。 刀具長期（qī）的磨損會造成薄壁零件表麵的損傷。銑削刀具是連續消耗（hào）產品，長時（shí）間（jiān）的運轉方式（shì），內部結構可能被破（pò）壞，一旦刀具表麵出現缺口，對零件的影響是致命的。

(3) 操作問題。 薄壁零（líng）件裝夾過程中，操作（zuò）不規範會（huì）導致零件變形。薄壁零件（jiàn）內部材料較薄，脆性（xìng）較大，如果夾（jiá）具裝夾（jiá）過程不遵循零件本身的（de）物理特性，就會產（chǎn）生變形問題。

(4) 刀具降低（dī）方法不當問題。 下刀（dāo）方法或參數設置不當都會導（dǎo）致製件變形，如果下刀方式有誤，還會毀壞薄壁製件。

           例如在生產過程中，如果下（xià）切（qiē）刀的位置在製件的末端，則很容易因切刀速度（dù）快慢或者逆序切割（gē）方法之間存在誤差而導致製件質（zhì）量不合格。

薄壁件數（shù）控銑削加工工藝的應用

1.基於（yú）零件力學特性的（de）工藝（yì）

           零件（jiàn）加工的影響因素有機械剛度係數、幾（jǐ）何精度係數、刀具振動係數、刀具磨損係數、工件熱變形係數等。

           在對薄壁零（líng）件進行數控銑削加工時，主要考慮的是刀具對零件加工可（kě）能引起的熱（rè）影響。

同時，刀具在切削過程（chéng）中，其所（suǒ）呈現的力學性能也可能造（zào）成零件回彈現象，引發刀具的讓刀問題，降低零件加工的精度。

           一般來說，航空鋁合金材料對應的彈性模量為70~73MPa，該值比鋼材的彈性模（mó）量小，屈服強度也比較大，在加工時容易產生回（huí）彈，特別是大型薄壁件。

           實際加工（gōng）過（guò）程中可能產生的切（qiē）削回彈參數（shù）比較大，應針對（duì）不同類型的薄壁零件調整加（jiā）工參數，合理（lǐ）設置（zhì）數控銑削加工參數，在設置工藝流程的基礎上，盡量減少加工過程（chéng）中產生的變形問題。

同時，加工過（guò）程中應根據（jù）加工變形的控製，實現不同切削（xuē）力參數或裝夾工藝、加工輔助設備的調整。裝夾期間，應按照切削用量（liàng）來（lái）定義參數，當切削（xuē）用量較大時，要引（yǐn）入粗加工的工藝思路，逐級切削切除量，減少（shǎo）加（jiā）工量，為後麵（miàn）的（de）精加工工序預（yù）留相應的加工餘量。

            在（zài）粗加工完成（chéng）後，薄壁零件需要進行熱處理工藝，充分排除零件內部的殘餘應力，為（wéi）後（hòu）期精（jīng）加（jiā）工（gōng）工序的實施提供基本保障。                                                                                                                                                                                                                                                                             

2. 基於生產工（gōng）裝和加工順序的工藝流程

          薄壁零件數控切削加工時，刀具的選擇、刀具（jù）生產過（guò）程中的彈性和塑性（xìng）變化、以及零件材料等都（dōu）有（yǒu）很大相關性。

           如果想要（yào）降低刀具與材料本（běn）身摩擦產生（shēng）的熱量，就需（xū）要根據工件不同部位的加工（gōng）或者受力情況，分析生產過程（chéng）中可能存在的熱變形問題，再結合實際（jì）生產（chǎn）指標，盡可能的把（bǎ）當前工序（xù）可能存（cún）在的殘餘應（yīng）力控製在合理的範（fàn）圍內（nèi）。

          例如，在加工鋁合（hé）金薄壁零件時，一般需要將（jiāng）殘（cán）餘應力厚（hòu）度值限製在0.1mm以內，如果這樣的厚度值（zhí）超過（guò）了（le）其極限值，其零件殘餘（yú）應力將無法全部排（pái）除，在後期外力作用下很容（róng）易產生變形問題。

同時，零件加（jiā）工時，根（gēn）據精加工工藝的要求，需要對零件厚度進行逐級減少，當零件厚度減少量超過2mm時，需要分析零件加工切削（xuē）過程（chéng）中殘餘應力的影響。

另外，數（shù）控銑刀在走刀過程中，零件本身的殘餘應力也（yě）可能影響走刀精度，或在切削過程中產生多熱現象，使數控銑削加工在執行過程中存在（zài）較多的差異性問題，甚至可能使加工精度降低。

在實際加工過程中，應分析數控銑（xǐ）削加工過程中可能存在的差異，針對不同的切削量或刀具、零件應力狀態選擇相應的加工模式，如小切削加工（gōng）模式、分層加工模式等，並配合（hé）刀具的行走（zǒu）過（guò）程，保證數控（kòng）銑削過程中應力產生與消（xiāo）除的穩定性。

         例如在大（dà）麵積（jī）腹板的（de）加（jiā）工過程（chéng）中，可（kě）以采用循環走刀的（de）方式對腹板進行逐級循環加工，然後結合工件在加工過程中的受力變化，分（fèn）析其是否符合（hé）加工過程的平穩性及可靠性，進而提升工件的使用效果。

在此過（guò）程中，應盡可能避免刀具在（zài）加工過程中出現急（jí）停（tíng）或急轉彎，盡可能保證轉角區域的圓弧過渡，如通過控製進給速度、切入和切出的鉸（jiǎo）接操作等，增強切削的平穩性。

在按照規範的工（gōng）藝進行操作時，應結合加工中可能出（chū）現的變形問題，確定工件的質量及其（qí）效率是否可以（yǐ）在既定的數控銑削加（jiā）工工（gōng）藝流（liú）程下，在維護的理論基礎（chǔ）之上，逐步通過工藝流程確定生產機理，增加設計與實際生產之間的精度，避免生產中零部件發生變形問題。                                                                                                                                                                                                                                                                    

3. 基於銑削參（cān）數的工藝流程

          在數控銑削（xuē）加工過程中，需（xū）要對薄壁零件（jiàn）的切削參數進（jìn）行分析，切削參（cān）數會影響薄壁零件的精度，因此在數控銑削加工過程中，應慎重選擇切（qiē）削參數。

數控銑削加工過程中，刀具產生的切削力（lì）作（zuò）用（yòng）及刀具作用於薄壁零件表麵產生的切削熱相對（duì）較高，要進一步提高切削精度，需（xū）要對刀具加工材料、零（líng）件材料、數控係統進（jìn）行調整，有效（xiào）防止外界約束引起的加工誤差問題。

數控（kòng）銑削加工用（yòng）量應根（gēn）據（jù）現有的加工指標指標進（jìn）行（háng）設（shè）定，並分（fèn）析現行加工設計與實（shí）際加工結果（guǒ）之間的關係，判斷其是否與預先預測的基準相一致，結合生產率、成本等可控性因素進行同步驅動控製，在數控加工過程的編程程序與生產條件之間（jiān）找（zhǎo）到平衡點，進一步明確刀（dāo）具選擇、加（jiā）工（gōng）路徑、切削速度及進給參數等，提高生產效（xiào）率，降低刀具運轉時（shí）的磨損率。

除了切削參（cān）數的選擇外，需要考慮的一個（gè）重要（yào）影響因素是工（gōng）件裝夾方案，因為（wéi）它很容易導致薄壁零件在加工過程中發生變形。

         刀具在裝夾過程中，工作人員應結合薄壁零件的生產結構，分析銑（xǐ）刀加工過程（chéng）中的受力變化點及（jí）熱變形（xíng）因素，結合零件本（běn）身的薄弱部（bù）位，明確（què）工件的定（dìng）位（wèi）形式和裝夾形式，盡量減少工件生產過程中因外（wài）界應力變化而產生（shēng）的變形（xíng），從而（ér）提高薄壁零件的加工（gōng）精度。

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