薄壁零件数控铣削加工的探究.pdf

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1、薄壁零件数控铣削加工的探究 摘要：薄壁零件数控铣削加工具有广泛的应用价值，但是该加工对于各种影响因素十分敏感，为了满足加工的精度要求，保障产品质量，避免变形，需要对工艺中的加工参数、加工器具进行优化选择，本文通过研究薄壁零件数控铣削加工的施工难点，探讨薄壁零件数控铣削加工中的工艺选择、参数设定以及器具选择。关键词：薄壁零件数；加工；建模 1、前言 现代工程中，薄壁零件数在航空、航天、国防中都具有广泛的应用价值，薄壁零件数具有零件精度高、结构复杂、结构紧凑、质量轻的特点，而且该种零件刚性较差，加工中易受到各种因素的影响，从而产生变形。当前的加工工艺能够对薄壁零件的刚度以及精度进行有效的控制，但是

2、加工中残余应力、热切削等影响因素，极易造成薄壁零件的加工误差，从而影响产品的精度以及表面质量。因此在加工过程中，应该严格控制工艺流程与工艺参数，从而保障薄壁零件数控铣削加工质量。本文针对薄壁零件数控铣削加工易产生变形的主要原因，结合薄壁零件数控铣削加工特点，指出在加工过程中，应该就零件的刀具、装夹、走刀路径等进行严格控制，从而保证加工精度，指导实际生产应用1。2、CAXA 建模 在薄壁零件数控铣削加工前，必须对零件进行建模，采用 CAXA建模，能够有效的设定零件的几何结构、几何参数以及几何特征，并且该软件能够将平面建模与三位建模相结合，从而打造零件的结构。薄壁零件数控铣削加工是在刀床、夹具以及

3、零件等机械加工系统中进行的，因为薄壁零件的刚度强度低，影响零件的因素有集合误差、受力受热变形、振动变形等，因此保障加工质量的关键，在于控制加工中的结构与零件变形，消除参与应力，保证零件内部受力平衡。对于薄壁零件数控铣削加工分析，应该着重于研究其行动规律，对于零件加工的毛坯准备粗加工阶段精加工阶段进行分析，在 CAXA软件中，执行轨迹管理加工常用加工的操作不步骤，注意影响零件精度的因素，消除切削力与残余应力，保障加工精度。3、薄壁零件数控铣削加工变形控制方法 3.1 提高薄壁零件的工艺刚度 薄壁零件数控铣削加工中，增大薄壁零件的刚度与强度，能够有效的增强薄壁零件的抗应力能力，从而减小加工装夹变形

4、与加工变形。增强薄壁零件强度大的方式有：（1）采用浇液、浇灌石磨等方式，在加工件内部填充一些容易去除的物质，从而增大零件壁厚，提高刚度；（2）采用具有较高弹性模量的材料，能够有效的提升零件刚度，从而避免受力变形；（3）因为薄壁零件的工艺刚度与加工方式有关，因此提升工装与工件之间的有效加工精度与表面光洁度，能够提升接触刚度，从而增强材料的刚度。3.2 制定合理的工艺路线 薄壁零件数控铣削加工的工艺流程以及工艺参数的设定，对于零件的变形具有重要的影响，为了有效的控制加工变形，应该在加工过程中，保证夹具的稳定加工，从而尽可能的降低切削力与夹装变形。夹具的夹紧力必须按照最大切削量进行计算，从而确定夹紧

5、力的值，在加工过程中，应该采用粗加工精加工的工序进行加工，因为粗加工留下较大的切削余量，因此需要有效的进行热处理工序，消除零件残余应力，从而提高零件的稳定性。薄壁材料在加工过程中，应该悬着合理的切削力、合理的装夹方案以及冷却方式，从而对材料的加工因素进行有效控制，避免加工过程造成的材料变形。3.3 合理确定加工顺序及走刀策略 薄壁零件数控铣削加工的加工顺序以及走到策略，对于零件的结构具有直接的影响，为了避免材料变形，应该做好如下的质量控制措施。（1）加工顺序，薄壁材料的加工顺序应该保障材料的稳定性，并且保证加工方便、定位可靠以及夹紧要求下，最大限度的保障材料的刚度，从而使加工过程中，材料的刚度

6、保持在最佳状态，减小加工变形。（2）刀具的选择，加工中，刀具材料以及曹局结构对切削具有关键的影响，因此所选择的刀具，应该满足高硬度、耐磨性以及经济性的相关要求，同时需要具备耐热性以及良好的高温力学稳定性。对于薄壁材料来说，需要根据加工条件选择合适的刀具材料，并且保证刀具满足切削速率的要求，尺寸结构满足机床的要求。当前硬质合金已经成为刀具材料的主流，为了制造具有复杂结构的精密刀具，应该选择具有良好切削性能以及耐磨能力强的高硬度刀具材料。而刀具结构需要根据零件的结构选择，由于零件的刚性差，因此刀具应该满足切削力与切削精度的要求，从而保证零件加工质量。（3）走刀策略的选择，薄壁零件的加工效率以及加工

7、精度与走刀策略有关，因为在切削过程中，走刀会产生新的应力，从而影响零件精度，造成工件变形。为了保障零件精度，应该选择采用分层切削，小切深、中进给，刀具路径进行平滑，对腹板采用环切方式进行切削，减小进给速度，避免切削力陡然变大，保持切削平稳。3.4 冷却与润滑 在切削加工过程中，需要切削液降低切削区温度，并且起到润滑以及冷却的作用，以减少摩擦，提高刀具寿命，避免刀具的二次切削。为了避免零件变形，应该根据材料以及机床因素，合理的选择冷却方式，如果材料去除量较大时，应该采用液体冷却，而如果加工硬度较高的材料时，液体冷却会产生集聚的温度狡辩，因此应该采用压缩空气冷却，以避免因为温变太大而引起的为裂纹2

8、。采用低温 MQL 技术，将低温空气与冷却液结合，能够形成滴液对刀具进行有效的冷却与润滑。4、结语 薄壁零件数控铣削加工受到多种因素的影响，为了对零件的质量进行控制，保障零件的精度，避免材料变形，应该采用合适的方式提高零件的工艺刚度、合理选择工艺路径，并且选择合适的刀具以及刀路，提升薄壁零件的加工精度。在高速薄壁零件数控铣削加工中，应该合理的选择加工参数，并且综合考虑且切削速度、进给量以及切削深度的影响，选择合理的冷却润滑方式，从而保证零件的且切削精度。同时需要采用合理的装夹方案，从而有效的提升零件工艺刚度，减小庄家变形与加工变形。通过选择合适的薄壁零件数控铣削加工方式，能够将加工效率与交工精度综合考虑，从而对薄壁零件数控铣削加工生产提出指导与建议。参考文献 1朱婧怡，李蓓智，杨建国。基于薄壁零件工艺刚度的工艺优化J。机械设计与制造，2011，(2):215-217 2 毛新华，张慧玲。薄壁零件切削参数优化系统研究J。组合机床与自动化加工技术，2011，(1):99-104。