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（gōng）中，為（wéi）了獲得高質量的薄壁（bì）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（gāo）精度、高質量的零件，需要對其（qí）內部結構進行（háng）分析，設（shè）定（dìng）切削力或選擇刀具等工藝，保（bǎo）證操作過程不（bú）會對零件本身造成任（rèn）何影響。

              這一過程可能造（zào）成比較高的誤差率或者（zhě）破損率，例如切削力參數設計不準確導致實際（jì）生產加工（gōng）薄壁件的過（guò）程中存在與規（guī）定參數的差異（yì）點，使（shǐ）切削速度超過了薄壁件外表麵層的承載能力，造成薄壁件的變形（xíng）。

同時，生產（chǎn）中的銑刀也可能因長時間的加工（gōng）而出現過熱問題（tí），薄壁件本身外（wài）表麵的熱承載（zǎi）效率比較低，其熱應力作用的極限值（zhí）高於刀片或（huò）薄壁件的承載（zǎi）極限值，就很容易產生熱變形。

             在後期的加工調整過程中，應深入分析數控銑削加工中存（cún）在（zài）的問題，結合（hé）操作工藝，改（gǎi）進薄壁件的生產加工程序。

2、薄壁件數控銑削加工出現問題的原因

             由於薄壁（bì）零件內部結構的複雜性，在加工時很容易出（chū）現（xiàn）各種問題。數控銑（xǐ）削（xuē）加工中，薄壁零件可能（néng）產（chǎn）生的問題比較多，主要原因是加工工藝和（hé）零件本身的承（chéng）載性能（néng）存在差（chà）異，導致零件在生產過程中出現斷裂或者微變形。

從零件生產情（qíng）況來看，技術工藝應用過（guò）程中可（kě）能出現以下問題：

(1) 切削熱問題。 刀（dāo）具高速旋轉或切（qiē）削等（děng）都會產生熱值，會對（duì）薄壁零件內部的材料或結構產生影響，進而產生變形問題。薄壁零件的材料結構和（hé）形狀特殊，使薄壁零件因為加（jiā）工熱的影響而產（chǎn）生相應的（de）變形。

(2) 應力負荷問題。 刀具長期的磨（mó）損會造成薄壁零件表麵的損傷。銑削刀具是連續消耗產品，長時間（jiān）的（de）運轉方式，內部結構可能被破壞，一旦刀具表麵出現缺口，對零件的影響是致（zhì）命的。

(3) 操作問題。 薄（báo）壁（bì）零件裝夾過程中，操作不規範會導致零件變形。薄壁零件內部材料較薄，脆性較大，如果夾具裝夾過（guò）程不遵（zūn）循零件本身的物理特性，就會（huì）產生變形（xíng）問題。

(4) 刀具降低方法不當問題。 下刀方法或參（cān）數設置不當都會導致（zhì）製件變形，如果下刀方式有誤，還會（huì）毀壞薄壁製件（jiàn）。

           例如在（zài）生產（chǎn）過程中，如果下切刀的位（wèi）置在製件的末端，則很容易因切刀速度快慢或者（zhě）逆序切割（gē）方法之間存在誤（wù）差而導致製（zhì）件質量不（bú）合格。

薄壁件數控銑削加工工藝的應用

1.基於零件力學特性的工藝

           零件加工的影響因素有機械剛度係數（shù）、幾何精度係（xì）數、刀具振動係數、刀具磨損係數、工件熱變形係數（shù）等。

           在對薄壁零件進行數控銑削加工時，主要考慮的（de）是刀具對零件（jiàn）加工可能引起的熱影響。

同時，刀具在切削過程中，其所呈現的力學性能也可能造成零件回彈現象（xiàng），引發刀具的讓刀問題，降（jiàng）低零件加工的精度。

           一（yī）般來說，航空鋁（lǚ）合金材（cái）料對應的彈性模量（liàng）為70~73MPa，該值比鋼材（cái）的（de）彈性模量小，屈服強度也比（bǐ）較大，在加工時（shí）容易產生（shēng）回彈，特別（bié）是大型薄壁件。

           實際加工過（guò）程中可能產生的切削回彈參數比較（jiào）大，應針對不同（tóng）類（lèi）型的薄壁零件調整加（jiā）工參數（shù），合理設置數控銑削加工參數，在設（shè）置工藝流程的基礎上，盡量減少加工過程中產（chǎn）生（shēng）的變（biàn）形（xíng）問題（tí）。

同時，加工過程（chéng）中應根據加工變形的控製，實現不同切削力參數或裝夾工藝、加工輔助設備的調（diào）整。裝夾（jiá）期間，應按照切削用量來定義參數（shù），當切削用量較大時，要引入粗（cū）加工（gōng）的工藝思路，逐級切削切除量，減少加工量，為後麵的精（jīng）加工工序預留（liú）相應（yīng）的加工餘量（liàng）。

            在（zài）粗加（jiā）工完成後，薄壁零件需要進行熱處理工藝，充分排除零件（jiàn）內部的（de）殘餘應力，為（wéi）後期精加工工序的實施提（tí）供基本保障。                                                                                                                                                                                                                                                                             

2. 基於生產工裝和加工（gōng）順序（xù）的工（gōng）藝流程

          薄壁零（líng）件數控切削加工時（shí），刀具的選擇、刀具生產過程（chéng）中的彈性和（hé）塑性變化、以及零件材料等都有很大相關性。

           如果想要降低刀具與（yǔ）材料本身摩擦（cā）產生的熱量，就需要根據工（gōng）件不同部位的（de）加工或者（zhě）受力情況，分析生產過程中可能存在的熱變形問題，再結合實際生產指標，盡可（kě）能（néng）的把當前工序可能存在的（de）殘餘應力控製在合理的範圍內。

          例如，在加工鋁合金薄壁（bì）零件時，一般需要將殘餘應力厚度值限製在0.1mm以內，如果這樣的（de）厚度值超過了其極限值，其零件殘餘應力將無法全部排除（chú），在後期外力作用下很容（róng）易（yì）產生變（biàn）形問題。

同時（shí），零件加工時，根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（liàng）超過2mm時，需要分析零件加工切削過程中殘餘應（yīng）力的影響。

另外，數控銑刀在走刀過程中，零件（jiàn）本身的殘（cán）餘應力也可能影響走刀（dāo）精度，或（huò）在（zài）切削過程中產（chǎn）生多熱現（xiàn）象，使數控銑削（xuē）加工（gōng）在執行過程中存在較多的差異性問題，甚至可能使加工精（jīng）度（dù）降低。

在實（shí）際加工過程中，應（yīng）分析數控銑削加工過程中可能存在的差異，針對不同的切削量（liàng）或刀具、零件應力狀態選擇相應的加工模式，如小切削加工模式、分層加工模式等，並配合刀具（jù）的行走過程，保證數（shù）控銑削過程中應力產生與（yǔ）消除的（de）穩定性。

         例如在大麵（miàn）積腹板的加工過程中，可以采用循環走刀的方（fāng）式對（duì）腹板進行（háng）逐級循環加工，然後結合工件在加工過（guò）程中的受力變化，分析（xī）其是（shì）否符合加（jiā）工過程的平穩性及可靠性，進而提升（shēng）工件的使用效果。

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

在按照規範的工藝進行操作時，應結合加工中可能出現（xiàn）的變形問題，確定工件（jiàn）的質量及其效（xiào）率（lǜ）是（shì）否可以在既定的數控銑削加工工藝（yì）流程下（xià），在維護的理論基礎之上，逐步通過工藝流程確定生產機理（lǐ），增加設計與實際生產（chǎn）之間的精度，避免生產中零部件發生變形問題。                                                                                                                                                                                                                                                                    

3. 基於銑削參數的工藝流程

          在數控銑削加工過程中，需要對薄壁零件的切削（xuē）參數（shù）進行分析，切削參數會影響薄壁零件的精度，因此在數控銑削加工過程中，應（yīng）慎重選擇切削參數。

數（shù）控銑削加（jiā）工過程中（zhōng），刀具產生的切削力作用及刀具作用（yòng）於薄壁（bì）零件表麵（miàn）產生的切削熱相對較高，要進一步提高切削精（jīng）度，需要對刀具加工材料（liào）、零件材料、數控係統進行調整，有效防止外界約束引起的加（jiā）工誤差問（wèn）題。

數控銑削加（jiā）工（gōng）用量應根據現有的加工指標指標進行設定，並分析現行加工設計與實際加工結果之間的關係，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（zài）數控加（jiā）工過程的編程程（chéng）序與生（shēng）產條件之間找到平衡點，進一步明確刀具選擇（zé）、加（jiā）工路（lù）徑、切削速度及（jí）進給參數等，提高生產（chǎn）效率，降低刀具運轉時的磨損率。

除了切削參數的選擇外，需要考慮的一個重要影響因素是工件裝夾（jiá）方案，因為（wéi）它很容（róng）易（yì）導致薄壁零件在加（jiā）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，分析銑刀加工過程中的受力變（biàn）化點及熱變形因素（sù），結合零件本身的薄（báo）弱部位，明確工件（jiàn）的定位（wèi）形（xíng）式和（hé）裝夾形（xíng）式，盡量減少工件生產過程中因（yīn）外界應力變化而產（chǎn）生（shēng）的變形，從而提高薄壁零件的加（jiā）工（gōng）精（jīng）度。

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