薄壁件數控銑削加工環節問題

.薄（báo）壁件數控銑（xǐ）削加工環節問題

            在薄壁零件數控銑削加工中，為（wéi）了獲（huò）得高質量的薄壁零件，一般采用精細加工（gōng）。

由於薄壁零件本身結（jié）構比較脆（cuì）弱，為了獲得高（gāo）精度、高質（zhì）量的零件，需要對其內部結構進行分析，設定切削力或選擇（zé）刀具等工藝，保證操作過程不會對零件本身造成（chéng）任何影響。

              這一過（guò）程可能造（zào）成比較高的誤差率或者破損率（lǜ），例（lì）如切削力參數設計不準確導致（zhì）實際生產加（jiā）工薄壁件的過程中存在與（yǔ）規定參數的差異點，使切削速度超過了薄（báo）壁件外表麵層的承載能力，造成薄壁件的變形。

同時，生產中的銑刀也可能因長時間（jiān）的加工而出現過熱問題，薄（báo）壁件本身外（wài）表麵（miàn）的熱承載效率比較低，其熱應力作用的極限值高於刀片或薄壁（bì）件的承（chéng）載極限值（zhí），就很容易產（chǎn）生熱變形（xíng）。

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

2、薄壁件數控銑削加工出現問題的原因

             由於薄壁零件內部結（jié）構的複雜性，在加工時很容易出現各種問題。數控銑（xǐ）削加工中，薄壁零件可能產生的問題比較多，主要原因是（shì）加工工藝（yì）和零件本身的承（chéng）載（zǎi）性能存在（zài）差異，導致（zhì）零件在生產過（guò）程中（zhōng）出現（xiàn）斷裂或者微變形（xíng）。

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) 切削熱問題。 刀具高速旋（xuán）轉或切削等都會產生熱值，會對薄（báo）壁零件內部的材料或結構產生影響，進而（ér）產生變形問題。薄壁零件的材料結構（gòu）和形狀特殊，使薄壁零件因為加工熱的（de）影響而（ér）產生相應的變（biàn）形。

(2) 應力（lì）負荷問題。 刀（dāo）具長期的磨損會造成薄壁零件表麵的損傷。銑削刀具是連續消耗產品，長時間的運（yùn）轉方式（shì），內（nèi）部結構可能被破壞，一（yī）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。 薄壁零件裝夾過程中，操作不（bú）規範會導致零件變形。薄壁零件內部材料（liào）較薄，脆性（xìng）較大（dà），如果夾具裝夾過程不遵（zūn）循零件本身的物理特性，就會產生變形問題。

(4) 刀具降低方法（fǎ）不當問（wèn）題。 下刀方法或參數設置不當都會導致製件變形，如果（guǒ）下刀方式有誤，還會毀壞薄壁製件。

           例如在（zài）生產過程中，如果下切刀的位置在製件的末端，則很容易（yì）因切刀速度快慢或者逆序切割方法之間存在誤差而導致製件質量不合格（gé）。

薄壁件數控銑削加工工藝（yì）的應用

1.基於零件力（lì）學特性的工藝

           零（líng）件加工的影響因素有機械剛度（dù）係數、幾何精度係數、刀（dāo）具振動係數、刀具磨損係數（shù）、工（gōng）件熱變形係數等。

           在對薄壁零件進行數（shù）控銑削（xuē）加工時，主要考慮的是刀具對零件加（jiā）工可能引（yǐn）起的熱（rè）影響。

同時，刀具在切削過程中，其所呈現的力學性能（néng）也可能造成零件回（huí）彈現象，引發刀具的讓刀問（wèn）題，降低零件加（jiā）工的精度（dù）。

           一般來說，航空（kōng）鋁合金材（cái）料對應的彈性模量為（wéi）70~73MPa，該值比鋼材的彈性模量小，屈服（fú）強度也比較大，在加工時容易（yì）產生回彈，特別是大型薄壁件。

           實（shí）際加（jiā）工過程（chéng）中可能產生的切削（xuē）回彈參數比較（jiào）大，應針對不同類型（xíng）的薄壁零件調整加工參數，合理設置數（shù）控（kòng）銑（xǐ）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生（shēng）的變形問題。

同時，加工過程中應根據加工（gōng）變形的控製，實現不同切削力參數（shù）或裝夾工藝、加工輔助設備的調整。裝夾期間，應按（àn）照切削用量來定義參數，當（dāng）切削用（yòng）量較大時，要引（yǐn）入粗加工的工（gōng）藝思路（lù），逐級切削切除量，減少加工量，為後麵的精加工工序（xù）預留（liú）相應的加工餘量。

            在粗加工完成後，薄壁零件需要（yào）進行熱處理工藝，充分排除零件內部的殘餘應力，為後期精加工工序的實施提供基本保障。                                                                                                                                                                                                                                                                             

2. 基於生產工裝和加工順序的（de）工藝流程（chéng）

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

           如果想要降低刀具與材料本身摩擦產生的（de）熱量，就需要根據（jù）工件不同部位的加工或者受力情況，分析生產過程中可能存在（zài）的（de）熱變形問題（tí），再結合實際（jì）生（shēng）產（chǎn）指標（biāo），盡（jìn）可（kě）能的把當（dāng）前工序可能存在的（de）殘餘應力（lì）控製在合理（lǐ）的範圍內。

          例如，在加工鋁合（hé）金薄壁零件時（shí），一般需要將殘餘應力厚度值限製在0.1mm以內，如果這樣的厚度值超過了其極限值，其（qí）零件殘餘應力將無法全部排除，在後期外力作用下很容易產生變形問題（tí）。

同時，零件加工時，根據精加工工藝的要求，需要（yào）對零件厚度進行（háng）逐（zhú）級（jí）減少，當零件厚（hòu）度減（jiǎn）少量超過（guò）2mm時，需要分析零件加工切削過（guò）程中殘餘應力的影響。

另外，數控銑（xǐ）刀在走刀過程中，零件本身的（de）殘（cán）餘應力也可能影響走刀精度，或在切削過程中產生多熱現象（xiàng），使數控銑削（xuē）加工在執行過程（chéng）中存在較多的差（chà）異性問（wèn）題，甚至（zhì）可能使加工精度降低。

在實際加工過程中，應分析數控銑削加工過程中（zhōng）可能存（cún）在的差異，針對不同的切削量或刀具、零（líng）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，並配合刀具的行走過程，保證數控銑削過程中（zhōng）應力產（chǎn）生與消除的穩定性。

         例如在大麵積腹板的加工過程中，可以采用循環走刀的方式對腹（fù）板進（jìn）行逐級循環加工（gōng），然後結合工件在加工過程中的受力變化，分析其是否符合加工過程的平穩性及可（kě）靠性，進而（ér）提升工件的使用效果。

在此過程中，應盡可能避免刀具在加工過程中出現急停或急轉（zhuǎn）彎，盡可能保證轉角區域的圓弧（hú）過（guò）渡，如通過（guò）控製進給速度、切入（rù）和切出的鉸接操作等，增強切（qiē）削的平穩性（xìng）。

在按照規（guī）範（fàn）的工藝進行操作時（shí），應結合加工（gōng）中可能出現的變形問題，確定工件的質量（liàng）及其效率是否可以在既定的數控銑削加工工藝流程下，在維護的理論（lùn）基礎之上（shàng），逐步通過工藝流程確（què）定生產（chǎn）機理（lǐ），增加設計與實際（jì）生產之間的精度，避免（miǎn）生產中零部件（jiàn）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（chéng）中，需要對薄壁零件的切削參數進行分析，切削參數會影響薄壁零件的精度，因此在數控銑削（xuē）加工過程（chéng）中，應慎（shèn）重選擇（zé）切削參數。

數控銑削加工過程中，刀（dāo）具產生的切削（xuē）力作用及刀具作（zuò）用於薄（báo）壁零件表麵產生的切削熱相對較高，要進（jìn）一步提高切削精度，需要（yào）對（duì）刀具加工材（cái）料、零件材料、數（shù）控係統進行調整（zhěng），有效防止外界約束引（yǐn）起的加工誤差問題。

數控銑削加工用量應根據（jù）現有的加工指（zhǐ）標指標進行設定，並（bìng）分析現行加（jiā）工（gōng）設計與（yǔ）實（shí）際加工結果之間的關係，判斷其是（shì）否與預先預測的基準相一致，結合生產率、成（chéng）本等可控性因（yīn）素進（jìn）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找到平衡點，進一步明確刀具選擇、加工路徑、切削速（sù）度及進給參數（shù）等，提高生產效率（lǜ），降低刀具運轉時的磨損率。

除了切削參數（shù）的選擇（zé）外，需要考慮的（de）一個（gè）重要影響因素是（shì）工件（jiàn）裝夾方案，因為它（tā）很容易導致薄壁（bì）零件在加工過程中發生變形。

         刀具在裝夾過程中，工作（zuò）人員應結合薄壁零件的生產結構，分析銑刀加工過程中（zhōng）的受力變化點及（jí）熱變形因素，結合零件本身的薄弱部位，明確工件的定位形式和裝夾形式（shì），盡量減少工件生產過程中因外界（jiè）應力變化（huà）而產生的變形，從而提高薄（báo）壁零件（jiàn）的加工精度。

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