零件加工范文

導語：如何才能寫好一篇零件加工，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：卡環；變形；工裝

前言

某卡h零件主要結構為薄壁半環形，上下一對兒配合使用。圖1所示為上卡環、下卡環零件模型，外圓處直徑φ170mm，最薄處壁厚僅為2mm，兩側為凸出的連接法蘭，外圓為圓弧面，內腔為T型槽，結構較復雜。加工過程中采用上下組合加工的方法，在加工出主要尺寸要素后，再完成切斷。加工選用φ210x35mm的管料，兩端凸出法蘭導致零件余量分布不均勻，內應力引起的變形導致外圓φ170 mm、法蘭孔的距離181±0.2mm等尺寸保證困難。

1 主要加工要素和技術要求

零件的主要結構及尺寸如圖1所示（上、下卡環未切開前）。

2 主要技術難點

2.1 零件剛性差變形大

上、下卡環結構為半圓環薄壁零件，外圓直徑φ170mm，最薄處壁厚僅為2mm，雙手握零件兩側稍微用力即可變形幾個毫米。兩側凸出的連接法蘭高出外圓近15mm，導致各處余量不均勻，內腔為T型槽，整體加工完成后再切開時變形較大。

2.2 定位裝夾困難

零件外圓為弧面，且兩側有凸出的連接法蘭高出外圓近15mm，導致裝夾比較困難。還有零件為薄壁結構，裝夾力的影響比較大，采取合適的裝夾方式，盡量減小裝夾變形是保證尺寸的關鍵。

3 工藝方案及措施

3.1 工藝設計

零件半圓環結構，加工剛性差，不易于裝夾，采用組合加工加工出零件的外形和內腔尺寸，最后再用線切割切開的方法。由于余量去除較大，所以在工藝設計時按照粗加工、修正基準、精加工、時效去應力、再切開的思路安排工藝路線。

3.2 零件粗加工

工藝安排時先對材料進行調質，提高材料機械加工性能，然后粗車內孔外圓，35工序平面磨加工兩端面保證平行度0.01mm。45工序以外圓定位，線切割切零件外形，保證同軸度φ0.3mm。在兩端法蘭分別加工1.8 mm“一”字槽兩處，為后續精加工工序定角向提供基準。

3.3 零件精加工

3.3.1 零件內孔加工。55工序數控車精加工零件φ161.4 mm內孔和φ165.8 mm溝槽（圖3）。數車裝夾采用外圓粗定位然后找正內孔的方法。由于線切割粗加工外形后零件有變形，因此工裝設計定位孔時外圓處均勻留0.2mm間隙，避免了裝夾變形，壓板采用四點壓緊定位。加工過程中，采用分層切削的方法，先粗加工內孔和內槽，然后松開壓板釋放應力，再重新找正壓緊進行精加工，使零件在粗加工階段產生的應力能提前得到釋放。

3.3.2 零件外形加工。60工序在立式加工中心上用成型銑刀精加工零件外圓弧面。本工序利用內孔定中心，線切割工序加工法蘭“一”字槽定零件角向，蓋板配合壓緊零件。由于零件內孔與工裝定位凸臺以及定位銷與法蘭“一”字槽存在間隙，導致零件壁厚不能很好保證。因此工裝設計采用過定位的方案，即在兩端法蘭 “一”字槽各插入一個定位銷，較好地解決了壁厚不均勻的問題。

70工序在臥式加工中心上加工法蘭上的連接孔。定位方法同60工序，60工序內容也可合并入本工序加工。

80工序線切割，兩端孔定位，拉平零件，沿“一”字槽方向從兩側對零件完成切斷。由于孔底的壁厚公差較嚴，零件被切開時可能變形導致該尺寸無法保證，因此線切割裝夾時共設計4個壓板，每個法蘭上面一個，控制零件在機床上無法變形。

4 應用效果

通過兩個批次的驗證，零件合格率98%以上，很好地解決了零件因變形、薄壁、加工剛性差等而導致的變形問題。

篇2

一、引言

零件在加工過程中由于各種因素導致變形是無法消除的，零件在加工中變形的大小除了與零件本身材質、結構有關系外，也與加工中零件的裝夾方式、刀具選用、切削用量及冷卻液的選擇等有很大的關系。材質、結構與其用途有關，有時是無法取代的，因此，我們在零件材料一定的情況下，必須從加工過程中想辦法，比如采用正確的裝夾方式、合理選用刀具、切削用量、冷卻液等，這些是減少零件變形的關鍵所在。

薄壁零件變形最大，最難控制，主要原因是薄壁零件剛性差、強度弱，在加工中極易產生變形，使零件的形位誤差增大，不易保證零件的加工質量。由于薄壁零件重量輕、結構緊湊，應用極為廣泛。因此，為了讓學生學習加工薄壁零件，筆者特意選擇了結構不容易變形、精度要求不高、表面曲面粗糙度要求較高的旋鈕圖案（圖1）。

二、工藝分析

零件材料為鋁合金。

零件結構分析：零件總體結構比較簡單，但屬于薄壁腔體零件，壁厚僅有1mm。加工中要去除大部分材料，會產生銑削熱量，從而導致零件產生熱變形，這一點是我們制定工藝方案前必須考慮的。薄壁零件加工的影響因素主要還有以下幾個方面：

① 裝夾時零件產生彈性變形，嚴重影響加工表面的幾何精度和位置精度；

② 切削力作用使零件產生變形；

③ 機床、附件、夾具本身剛性不足，影響加工精度；

④ 切削振動也是造成加工誤差的重要原因；

⑤ 零件的厚度要保證均勻；

⑥ 保證零件表面的粗糙度。

上述諸原因，我們在加工前就要逐一解決，制定加工的方案。

我們加工采用的數控銑床是發那科系統的華亞數控銑床，轉速最高為6000r/min，進給最高F為8000mm/min，裝夾工件只有平口鉗，銑刀材質為高速鋼，毛坯為70X70X20mm。

三、加工過程

1.選擇裝夾方式

由于該零件屬于腔體薄壁零件，在銑削加工中不能按常規采用平口鉗裝夾，因為平口鉗裝夾使零件受力情況不理想。零件在加工中隨著大部分材料的去除，其垂直受力方向有變，因而產生變形。但是工件并沒有對精度要求很高，保證視覺上的完整就可以了，我們也只有平口鉗可以裝夾，因此，在教學過程中，選擇了平口鉗裝夾的方式。為了避免夾壞工件，要求力度不能太大，工件用銅片包裹裝夾，裝上平口鉗以后用手大力搖不動就行。剛開始加工由于毛坯比工件高出8mm，所以只要裝夾4～6mm就可以了。

2.對刀方法

無論正反面，都是利用平口鉗的平面作為Z軸高度基準來對刀，比如：毛坯安裝以后，最高面到平口鉗平面的高度為15.7mm，對刀的時候把這個高度差定為15mm，通過機床坐標來把Z軸零點設在毛坯表面，更換刀具的時候統一用這種方法，避免了加工后的毛刺妨礙Z軸對刀儀的擺放，又可以迅速更換刀具，保證了對刀的精度。

3.刀具選擇

數控加工對夾具的要求可以從以下兩個方面考慮：盡可能做到在一次裝夾后能加工出全部或大部分待加工表面，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率和保證加工精度；盡量采用組合夾具、通用夾具，避免采用專用夾具。

刀具的選擇要求如下：要根據零件材料的性能、加工工序的類型、機床的加工能力以及準備選用的切削用量，來合理地選擇刀具。例如，對于銑削平面零件，可采用端銑刀和立銑刀；對于模具加工中常遇到的空間曲面和銑削，通常采用球頭銑刀或帶小圓角的鼻型刀。立銑刀有平頭刀（r=0）、球頭刀（r=R）和鼻型刀（r

在凹形輪廓銑削加工中，選用的刀具半徑應小于零件輪廓曲線的最小曲率半徑，以免產生零件過切，影響加工精度，如圖3所示。在不影響精度的情況下，刀具半徑盡可能取大一點，以保證刀具有足夠的剛度和較高的加工效率。

旋鈕圖案對上表面的粗糙度要求很高，在工件銑平面的時候留0.2mm，表面有曲面和平面相切，因此，采用圓鼻刀來兼顧曲面和平面，可以一起加工，保證了加工中的連貫性，避免了更換刀具帶來的誤差。

薄壁零件加工教學

4.旋鈕的分析與加工

編程的軟件采用CAXA制造工程師2011版，如圖1所示的零件是我校實施數控銑床項目教學的一個旋鈕實訓項目，該零件是針對學生學完多面加工后，學習薄壁加工的綜合實例，該旋鈕的加工工藝比較復雜，同時也是難點。需要保證表面粗糙度，保證零件的變形不能太大，工件裝夾比較麻煩，尤其是反面加工內壁的時候。

（1）零件構圖十分簡單，通過幾個簡單的步驟（圖4）就可以完成實體構圖。

（2）剛開始加工上表面時使用直徑16的白鋼刀，粗加工就可以，層高3mm，轉速S為3800r/min，進給量為1200mm/min，用輪廓線精加工來編程，而上表面曲面余量則是用等高粗加工來完成。精加工曲面時要注意選擇不同的加工方法，加工的曲面會有不同的粗糙度，為此我們嘗試了等高精加工、參數線精加工、掃描線精加工、輪廓導動精加工等方法來進行試驗。試驗證明：等高精加工刀路不均勻，加工時間太長，出現重復加工，提刀次數密集；參數線精加工計算時間太長，中間平面無法加工；掃描線精加工從電腦顯示的刀路來看比較好，刀路均勻，沒有太大問題，但加工出來后工件表面光潔度、粗糙度都不能滿足要求（圖5）；輪廓導動精加工刀路均勻，電腦編程計算速度在之前幾個精加工中最快，占用的內存也最少，因此，傳輸的時間也變短了，加工出來后表面會有一條進刀痕較為明顯（圖6），但是觸摸起來并沒有什么問題，總的來說是最優的。

內壁如何加工決定了殼體的厚度和零件變形的程度。由于毛坯的厚度有20mm，而零件高度是12mm，因此，在上表面加工外形時，我們特意把深度加工為14mm，反面加工的時候裝夾好，簡單地對XY軸進行對刀，Z軸則要利用平口鉗的平面來對刀計算高度，用銑平面把多余的材料切掉，通過不斷的Z軸零點的調整來保證零件12mm的高度，然后再換上分中棒進行精確分中。這里的關鍵是在Z軸的對刀上，比如：使用Z軸對刀儀來對刀，對刀儀放在平口鉗的平面上，對好以后的高度是50mm，而工件Z軸零點距離平口鉗的平面是5mm，那么刀具最低點離工件零點是50-5=45mm，只要在機床輸入“Z45.”就完成Z軸對刀了。之后更換的刀具也是使用同一種方法去對刀，同樣是輸入“Z45.”，這樣就保證了統一的基準，縮小了零件厚度的誤差，避免換刀以后對刀出現大的誤差而導致工件嚴重報廢。

對刀以后將是對內壁進行加工，切削用量圖7對切削力的影響是至關重要的。精加工薄壁零件一般應降低和控制切削用量，增加切削次數，勻速切削，以便減少切削力和切削熱。若切削面積相等，增加走刀量比增加切削深度的切削力小。而切削速度對切削力的影響是不斷變化的，一般應采用較高的切削速度。所以選用合理的切削參數是傳統加工薄壁零件時所應考慮的重要措施之一。因此，在加工內壁時無論使用何種刀具切削深度都要較少，機床的轉速只有6000r/min，選擇加工的層高參數是平時使用的層高的一半以下，而進給量是平時的一倍以上，加工時再根據實際加工來調整進給量。加工旋鈕上表面時，底部留了3mm高，1mm的余量，在反面加工時采用雙面對稱去除余量方法，即在加工中交錯進行薄壁兩面的加工（CAXA制造工程師中的等高精加工使用XY優先加工方法），但是，在這之前要先進行粗加工，余量留0.5～1mm為好，通過提高零件薄壁的剛性來減少零件的變形，最終我們就可以加工出想要的工件了（圖7）。

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關鍵詞： VNUC；數控銑削；仿真加工

中圖分類號：K826.16文獻標識碼： A

為了緩解學生多，數控設備少的局面，很多院校都利用仿真軟件進行數控教

學與實習操作；作為一名從事數控編程與操作的專業教師，結合自身實踐經驗，發現仿真軟件在數控教學中起到橋梁作用，既能緩解實習教學與數控設備少的矛盾，使理論與實踐有機地結合，又能提高學生的感官認識，刺激其學習的主動性，同時又是節約成本、安全有效的教學模式。

本文以VNUC仿真軟件對花盤零件進行數控銑削的仿真加工為例，發現數控仿真軟件不僅彌補了數控設備不足而無法滿足學生實際動手操作訓練的缺陷，同時也是提高學生學習數控編程與加工的興趣的有效途徑。

圖1 圖2

將毛坯加工成圖1所示的模型，零件尺寸如圖2所示。毛坯為φ50鋁棒料，完成數控銑削。

一、零件圖紙及工藝分析

1.零件圖紙分析

如圖2所示花鍵零件圖，分析圖紙零件加工內容包括六邊形的加工、六個鍵槽的加工，鍵槽寬度和長度要求尺寸公差均為±0.03mm，所以應分粗精加工。中間部分是一個階梯孔，無尺寸精度要求。毛坯為φ50鋁棒料。

2.工藝分析

（1）加工方式：由零件圖紙分析和所給毛坯可知，該零件需要進行銑削和鉆削加工。

（2）工件的裝夾與定位：該零件裝夾選用通用夾具平口鉗。為了在一次裝夾后能完成所有的加工內容，首先應該在毛坯上加工出兩個工藝平面作為工藝裝夾面，依此進行裝夾，然后進行加工。加工完畢后再將此工藝面去除掉。

（3）加工刀具的確定：根據零件圖紙分析的加工內容，選用一把φ6的三刃立銑刀加工外輪廓以及φ14的孔。選用一把中心鉆和一把φ10的麻花鉆加工通孔。

（4）切削用量的確定：銑刀加工主軸轉速600r/min 進給速度80mm/min麻花鉆主軸轉速500 r/min 進給速度50 mm/min

（5）確定工件坐標原點：該零件為對稱零件所以工件坐標原點和程序原點應放在對稱中心上。

3.加工程序

%0001

G54 G90 G0 X0 Y0 Z100

M03 S500

Z50

X40

Z5

G01 Z-10 F100

D02 M98 P1000

G01 Z-20 F100

D02 M98 P1000

G91 G28 Z0

M06 T02

G43 H02 G90 G0 X0 Y0 Z1000

M03 S500

G0 Z5

X0 Y0

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P60

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P120

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P180

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P240

D03 M98 P1100

G68 X0 Y0 P300

D03 M98 P1100

G91 G28 Z0

M06 T03

G90 G43 H03 G0 X0 Y0 Z100

M03 S500

Z50

G98 G83 Z-25 R5 Q-10 K5 F30

G0 Z100 M05

M06 T02

G43 H02 G0 Z50

Z5

G01 Z-5 F100

D03 M98 P1300

G0 Z100 M05

M30

%1000

G41 G0 X40 Y19.22

G03 X20.78 Y0 R19.22

G01 Y-12

Y-24 X0

X-20.78 Y-12

Y12

Y24 X0

X20.78 Y12

Y0

G03 X40 Y-19.22 R19.22

G40 G0 Y0

M99

%1100

G41 G0 X40 Y0

Y5

G0 Z-5

G01 X14 F100

G03 X10 Y1 R4

G01 Y-1

G03 X14 Y-5 R4

G01 X40

G0 Y0 X40

Z5

G40 G0 X0 Y0

M99

%1300

G42 G01 X7 F100

G02 I-7

G40 G01 X0

M99

二、數控仿真加工步驟

2.1打開機床和數控系統

打開“開始”菜單，在“程序/數控加工仿真系統/”中選擇“數控加工仿真系統”點擊，進入系統，點擊“快速登錄”進入系統主界面。

2.2 選擇機床

點擊菜單“機床/選擇機床…”，在選擇機床對話框中控制系統選擇FANUC，機床類型選擇銑床并按“確定”按鈕。

2.3 機床回零

在操作面板的MODE旋鈕位置點擊鼠標左鍵，將旋鈕撥到REF檔，再點擊JOG加號按鈕，此時X軸將回零，同理可將Y、Z軸回零。

2.4 安裝零件

從菜單欄“工藝流程” 中選擇“毛坯”，打開毛坯管理窗口，從中建立新毛坯，并安裝合適的壓板。

2.5 輸入NC程序

數控程序可以通過記事本或寫字板等編輯軟件輸入并保存為文本格式文件，也可直接用FANUC系統的MDI鍵盤輸入。

2.6 檢查運行軌跡

將操作面板中MODE旋鈕切換到AUTO模式，按鍵，然后點擊操作面板上的自動運行按鈕start，即可觀察數控程序的運行軌跡，此時也可通過“視圖”菜單中的動態旋轉、動態放縮、動態平移等方式對運行軌跡進行全方位的動態觀察。如運行軌跡正確，表明輸入的程序基本正確。

2.7 對刀

使用手動進給移動機床，并結合“輔助視圖”對好刀具的基準，然后將值輸入系統。其操作過程如下：

1）安裝基準。

2）將對刀儀移近工件表面，打開手輪和輔助視圖，繼續移動對刀儀直到與毛坯的一面接觸，得到某軸坐標值。

3）依同樣方法得到另兩軸坐標值。

4）將坐標值輸入到G54坐標系。

2.8 自動加工

在開始加工前檢查倍率和主軸轉速按鈕，然后開啟循環啟動按鈕，機床開始自動加工。加工完畢的效果見圖1。

參考文獻：

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關鍵詞：典型零件；加工工藝；分析

機械設備是發展工業建設國防現代化的基礎，它是由不同的機械零件構成的，而這些零件則是通過不同的工序生產出來的。當前很多零件已經可以用精密的鑄造儀器以及冷壓處理的方法進行量產，但絕大多數典型零件都是依靠普通的機床生產出來的。這類零件雖說在精度上沒有較為嚴苛的要求，但就其生產工藝來說，還是有其獨特的特殊性，因此在實際生產中要注意這類零件的技術要求，在現有的加工工藝上要提高質量。

1典型零件機械加工的基本原則與步驟

1.1原則

實際生產中，企業如果想要在保障產品質量的前提下提高生產效率并且降低成本，需要遵循以下原則：首先是技術上的先進性。合理地選擇行業內先進的生產技術以及生產管理經驗，能夠營造出良好的勞動條件，在提高生產效率的同時也能夠提高產品的質量。因此典型零件生產企業應該保持技術上的先進性，但需要注意的是新技術的選擇應該以企業原有的生產條件為基礎，若違背這一原則即使革新生產技術也必然會起到反效果。其次是經濟方面的合理性。很多零件在技術屬性以及生產工藝要求方面都存在較為明顯的區別，因此實際生產中企業通常會制定幾套不同的生產方案，以保證零件的技術要求能夠達標。如果單純從技術角度比較不出方案的優勢，則應該進行成本方面的核算，在保證質量的前提下應該盡可能地選擇成本較低的生產方案?！吧倩ㄥX，多辦事”，盡可能地利用現有的生產條件來進行生產。最后在典型零件生產過程中，應該營造出良好的勞動條件。在生產過程中采用自動化的作業方式以此來降低工人的勞動強度，保障他們的生命安全。革新現有的生產管理方式，尊重一線員工為企業做出的貢獻，制定出完善的激勵措施激發他們的工作熱情，以此來為企業創造一個良好的發展前景。[1]此外，保證生產規程的完善性與正確性，讓其真正發揮指導生產以及操作的作用。

1.2步驟

綜合實際經驗分析，很多典型零件的加工步驟都帶有一定的相似性，具體來說主要分為以下幾個步驟：首先由本階段不同零件的生產計劃入手，確定各個型號的典型零件的實際生產數量。然后對各類機械零件的加工工藝進行分析，分析的重點主要集中于以下幾個方面：對不同零件的作用以及技術要求進行分析，對不同零件的加工尺寸進行分析；對零件的形狀、表面的粗糙程度、熱處理性能等參數進行分析。最后需要完成的是根據零件的生產數量以及技術難度來確定毛坯制造的最佳方式，確定各自的機械加工工藝路線以及每道生產工序應該達到的效果，在此基礎上綜合企業的生產能力選擇合適的加工設備。為了保證實際的生產質量，還應該明確各類典型零件加工工藝的檢驗方法并且將工藝文件填寫完整。

2典型零件的分類、功用以及技術要求

根據零件的功能、加工工藝及結構方面的區別，我們將其分為箱體類、齒輪類、軸類等五種類型。這幾種類型也是在機械加工之中最為常見的，更是應用相對廣泛的。因此本文就常見的五種典型零件的類型展開了技術討論。

2.1軸類零件

軸類零件在機械設備中非常常見，幾乎在各種類型的機械設備中都能夠見到軸類零件的身影。它的基本結構就是一個回轉體，用來承受運載過程中造成的負荷及傳遞扭矩，隨著相關技術的不斷發展，軸類零件也能夠保證回轉的精確度。[2]軸類零件的技術要點主要體現在軸上的支撐軸頸以及配合軸頸的表面精度上，其表面精度要控制在IT15—IT19級上，除此之外生產過程中對該類零件的外形精確度也有著非常嚴格的要求，需要其符合直徑公差的相關標準，只有這樣才能夠使其裝配傳動件上的配合軸頸與支撐軸頸保持相對精準的位置，兩者之間徑向圓的跳動單位一般是在0.01mm-0.03mm之間。零件表面的粗糙程度也應該根據機械設備的類型以及零件的功能進行區分，零件表面的粗糙程度不同，其運轉速度也會有所區別。

2.2箱體類零件

箱體類零件是機械設備中基礎零件的代表，依靠箱體零件才能夠將具有相關性的零件個體組合成一個整體，也正是因為箱體類零件的存在，所有與整體相關的零件才能夠按照固定的傳動關系進行運作，機械設備的功能因此而實現。同樣，箱體零件的質量也會直接影響到機械設備的運行精度，更會在不同程度上縮短機械設備的壽命并且影響其運行狀態下的性能。平面是箱體零件的設計基準面，實際設計中箱體類零件對構件的平面度以及表面的粗糙程度有著較為嚴格的要求。孔系是保證箱體類零件能夠正常發揮其功能的關鍵要素，簡單來說孔系即箱體類零件上以供其他有相關性的零件進出所需要的規則分布的孔。孔系是生產箱體類零件的難點，實際生產中應該將其尺寸精度嚴格控制在IT7之內，將其誤差控制在誤差值的允許范圍內，及時根據機械設備的整體精度對相關的技術參數進行調整，以提高箱體零件的生產質量。

2.3盤套類零件

盤套類的零件主要由孔、外圓和端面三個部分組成，其作用是用來支撐和密封設備，而且還能夠改變設備運行的速度和方向。盤套類零件除了要根據機械設備以及加工的實際需求來調整零件的尺寸和表面的粗糙程度以外，還需要注意外圓相對孔軸線的同軸度及徑向圓跳動的公差。為了確保數據的準確性和科學性，需要對盤套類零件進行車削加工處理。

2.4齒輪類零件

齒輪類的零件主要是根據齒輪的大小來確定速比的差別，以此向不同齒輪零件傳遞動力和作用速度。對于齒輪類的零件我們接觸的是比較多的，其技術要求主要側重于保證傳遞運動的準確性以及平穩性，除此之外就是要求載荷要均勻分布于整個零件之上，從而防止某個部分因為外界的高壓而出現破損的情況。齒輪類的零件通常情況下需要長時間的轉動，因此就需要材料具備一定的耐磨性。除此之外也需要根據不同材料的特性來進行分析：齒輪類的零件若想要滿足作業需求，其材料要能夠耐高溫，并且在沖擊荷載和交變荷載下能夠保持高強度的運轉。

2.5叉架類零件簡單來說叉架類零件的作用是通過叉架的移動來調解整個設備的動作，叉架類零件主要包括支架、連桿以及搖臂等零件。這類零件是五類典型零件中結構較為復雜的一類，因此生產時通常需要多道工藝才能夠完成，實際生產時應該根據機械設備的要求確定零件表面的粗糙程度以及形位公差，如此才能夠保證最終叉架類零件產品的質量。

3總結

在機械設備中典型零件有其獨有的作用，機械設備的正常運行需要高精度的零件，也需要典型零件。不同型號以及類別的典型零件在生產時也有著不同的要求，實際生產中只有根據零件的結構特性以及功能特征來選擇合適的加工工藝，才能夠保證生產出來的典型零件達到相關的技術要求，從而提高零件產品的質量。此外在現有的基礎上，我們應該繼續推動典型零件加工工藝的革新。上文中筆者對典型零件加工工藝的相關問題進行了探討與總結。

作者:魯娟 單位:安徽馬鞍山技師學院

參考文獻：

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關鍵詞：殼體零件；裝夾設計；加工工藝

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1005-1422（2015）06-0089-02

在機械加工中，由機床、夾具、刀具與被加工工件一起構成了這一加工過程的一個整體，這一整體稱為機械加工工藝系統。因而，分析機械加工精度的過程，也就是分析這一工藝系統在各種不同的工作條件下以各種不同方式反映工件的加工誤差，而機床、夾具又是這一工藝系統的重要組成部分，復雜的零件常用數控加工以達到其各種技術要求，在加工零件之前必須進行工藝規劃分析和設計，目的是希望得到使用數控機床后的最佳工藝制造流程，最大限度地提高生產效率。

對于殼體零件，采用數控加工，可有效提高零件質量，安裝容易，改善傳動性能，延長產品使用壽命，以下圖典型零件為例介紹殼體零件的加工過程中的部分工藝。

一、殼體零件的技術要求分析

（1）如圖一所示零件，要確保主視圖位置公差26±0.02、55±0.02、9.5±0.02，主視圖B面與￠15沉孔平面距離31.6±0.02，平行度0.02符合圖紙要求。

（2）右視圖￠18+0.02孔與￠11+0.02軸承孔有垂直度要求，所以二次裝夾所用基準要保持相互垂直關系。

（3）右視圖平面與￠11+0.02軸承孔中心有67±0.02位置公差要求。

（4）后視圖孔位置與主視圖孔位置有同位度要求。

二、在安排工藝流程中主要考慮的因素

（1） 選擇最短的加工工藝流程。

（2） 盡量發揮機床的各種工藝特點，追求最大限度地發揮數控機床的綜合加工能力特長（多工序集中的工藝特點），應在生產流程中配置最少的機床數量、最少的工藝裝備和夾具。

（3）工序集中與工藝加工漸精原則的矛盾。

（4） 在對典型工件族工藝流程的安排中，應妥善安排各臺機床和生產線的手工調整和檢測等工作，即人工干預的影響。

三、關鍵裝夾工具的解決方案

夾具的作用是使工件相對于機床和刀具具有一個正確的安裝位置，因此，夾具的制造誤差對工件的加工精度影響很大。一是基準不重合誤差，在零件圖上確定某一表面尺寸、形狀、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置所依據的基準稱為工序基準。在機床上對工件進行加工時，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。二是定位副制造不準確產生的誤差，夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對準確，其實際尺寸（或位置）都允許在規定的公差范圍內變動。

加工此零件，首先要解決裝夾問題，這是加工的前題和準備工作，必須要做好，也就是要制作一套工裝夾具，是用來確?！?8+0.02孔與各位置公差達到圖紙要求，下面對夾具進行設計。

夾具如圖二所示（已省略安裝螺絲及零件壓緊螺絲），在夾具上設置了兩個工位01和02，工位01的定位基準為圖示的A、B、C三個平面，三平面于空間構成工位01的坐標標系。此工位的作用：一是用于加工主視圖上螺孔，軸承孔，定位孔，通孔和臺階，二是用于加工后視圖上的螺孔，定位及沉孔，工位02的定位基準是圖示的A1、B1、C1三個平面，同樣此平面于空間亦構成工位02的坐標系，其作用是用于加工上視圖尺寸￠18+0.02孔，M5螺紋孔，平面到￠11+0.02軸承孔中心距離67±0.02，此夾具的制造關鍵在于保證兩坐標系的平行與垂直關系，夾具制造完后，須經嚴格檢驗，方向投入生產加工使用。

四、主要加工工藝規劃

（1）利用普通車床和普通銑床分別加工圖三所示的件A和B，并組裝成圖三所示的毛壞。其中外圓￠132.mm車至尺寸，內圓為￠98. mm車至尺寸，殼體高度為55.3mm（圖紙要求是55mm，留0.3mm余量），內圓￠125. mm臺階深16.3mm （圖紙要求￠124.5+0.3+0.0，深度16. mm，分別留0.5 mm和0.3 mm余量），￠11+0.02孔在車床鉆孔至￠10，此孔未精加工之前作為加工4個￠11工藝沉孔時壓緊零件用。67±0.02尺寸留1-2mm余量。

（2）加工主視圖所需尺寸，在機床上校正夾具的坐標方向并壓緊夾具，把模板放置在01工位上壓緊，再把殼體放置于模板上，以殼體外圓￠132 mm和鑲件80mm尺寸定位工件，用一支M10內六角螺絲穿過殼體￠10通孔壓緊零件（見圖四），找出內圓￠125. mm中心為加工零點值X1Y1，并把其輸入到數控機床內，首先加工4個￠11工藝沉孔，加工￠7通孔時，由于孔較深，為防止鉆頭拆斷，必須采用G83啄鉆方式。加工完4個￠11工藝沉孔后，用4支M6內六角螺絲穿過￠11沉孔壓緊零件，拆去原先M10壓緊螺絲。用中心鉆分別定位M4螺紋孔，￠3+0.02孔￠9+0.02孔，中心鉆選用英寸中心鉆，選用該中心鉆的特點是，定位孔時通過深度控制，一次把定位和孔口倒角加工完，減少孔口倒角工序。M4螺紋孔按鉆底孔￠3.3后用M4絲攻攻牙，￠3+0.02￠9+0.02孔分別采用鉆孔、粗鏜、精鏜，￠11+0.02孔已有￠10底孔，采用粗鏜、精鏜。粗鏜時單邊留0.15余量精鏜，這樣既可保證加工精度，亦能充分發揮加工中心的高效率性，在加工過程中，為防止鋁屑粘刀，提高加工表面粗糙度，必須加冷卻液，具體的切削參數，粗鏜主軸1500r/m，進給速度50mm/m，精鏜主軸轉速2000 r/m，進給速度40 mm/m，完成孔的加工后，精銑B面與￠15沉孔平面，B面只有0.3 mm余量，采用￠20平刀一次精銑到尺寸，為避免在B面上留下進退刀痕跡，必須采用切線進退刀方式，切削參數主軸轉速S1000 r/m，進給速度為200 mm/m，￠15沉孔平面加工采用￠8平刀一次精加工到尺寸，進刀和退刀也采用切線進刀和退刀方式，加工程式見附表程式0001。完成主視圖所需加工尺寸后，利用加工中心Y方向讀數測量出67±0.02的實際距離，計算出加工余量，為在02工件加工67±0.02作準備，測量方法是用￠10零位棒，在01工位的加工零點，也是￠11+0.02孔的中心Y向讀數為零，再移動Y向工作臺，使零位棒接觸67±0.02側面，Y向讀數會顯示實際距離，這樣的測量方法只需用于首件加工，以后加工就不需要。

（3） 上視圖尺寸的加工，把零件與模板構成的整體從工位01移置于工位02上（見圖四），壓緊后，X方向加工零點與01工位數值相同，Y方向加工零點定在￠18+0.02孔中心上。首先用￠16平刀粗銑67±0.02尺寸，加工時根據在01工位測量出67±0.02余量是多少，留0.3 mm余量精銑，粗銑完后用中心鉆定位￠18+0.02孔和M5螺紋孔，M5螺紋孔的加工按鉆底孔￠4.2后用M5絲攻攻牙，￠18+0.02孔的加工過程，分別采用￠12鉆頭鉆孔，￠16平刀擴孔，￠17.7鏜刀粗鏜，￠18鏜刀精鏜，要注意的是，由于￠18+0.02孔較深，鉆孔必須采用G83啄鉆方式，以方便鋁屑排出而防止鉆頭拆斷。鏜孔時，要采用剛性好的鏜刀，鏜孔完后用￠16平刀精銑67±0.02到尺寸。

（4）最后加工后視圖面各孔，從02工位拆下模板和零件，把模板重新裝夾在01工位上，用殼體外圓￠132和￠9+0.02孔定位后壓緊。加工零點和主視圖加工零點數值相同，首先用中心鉆定位M6螺紋孔，￠5.5+0.02孔，￠11沉孔已加工￠7通孔，直接用￠11平刀擴孔，M6螺紋孔的加工按鉆底孔￠5.1后用M6絲攻攻牙，￠5.5+0.02孔按鉆底孔￠5.1后用￠5.5鏜刀精鏜到尺寸。

參考文獻：

[1]漆向軍.車工工藝與技能訓練[M].北京：人民郵電出版社，2009.

篇6

所謂精基準，是指在最初幾道工序中就加工出來，為后面的工序做好定位、裝夾的準備，在后續的加工中，以它為基準對別的部位進行加工。該零件形狀復雜，沒有規則的面供我們選取，相比較而言，A、B兩孔比C、D兩孔更適合用精基準，主要是考慮到以下兩個方面。（1）A、B兩孔是裝配孔（設計基準），這樣能使工藝與設計基準重合，符合“基準重合”原則，可以減少尺寸換算，避免因基準不重合而引起的誤差。（2）A、B兩孔相對坐標系關系簡單，而C、D兩孔是空間孔，不易定位、裝夾。

2.粗基準的選擇與加工

粗基準是用來加工精基準時所用的定位面，它應能保證在以后的加工中各加工面的加工余量均勻，以及在后續加工中定位、夾緊牢固可靠等要求。該零件形狀復雜，供加工中裝夾壓緊的部位幾乎沒有，另外C、D兩孔較長，加工過程中如果沒有可靠的剛性支撐，會發生振刀，影響孔的加工精度，所以在確定零件毛坯狀態時必須考慮周全，為以后加工做好準備，達到事半功倍的效果。圖2所示是最后確定的毛坯狀態，主要做了以下兩處改動。（1）增加了兩處帶凸臺的E、F面，這樣在加工中能夠方便壓緊零件。（2）增加了四處圓柱凸臺F，一是起到擴大定位面的作用，二是輔助壓緊時起到支撐的作用。實際加工中，第一步按一定的尺寸把E、F面加工出來，將其作為粗基準，為后續加工做好基準。

3.精基準的加工

完成了粗基準的加工后，第二步是對精基準的加工。加工中以第一步加工的面定位，輔以圖3所示的零件中心線和A、B兩孔中心平分線，對A、B、C、D四孔進行粗加工。這一步加工極為重要，稍有不慎零件的加工將以失敗而告終。為了驗證所找的基準線是否準確，加工中應注意觀察零件的余量分配是否合理。在毛坯試加工時，如果發現不合適時，可以通過調整尺寸對零件進行拯救性加工。后續加工按以下步驟進行：（1）圖3中的A、B、C、D四孔粗加工完成后，零件翻面，以A、B兩孔定位將圖2中凸臺E面上的兩孔精加工。（2）以圖2中凸臺E面上精加工的兩孔定位，對零件所有的加工部位進行精加工。（3）最后零件翻面將圖2中的E、F共6處凸臺去除。

4.結語

篇7

關鍵詞：零件；銑削；加工工藝

一、分析零件圖，確定安裝基準

零件屬于盤類零件（如圖1），零件上有孔、槽、凸臺組成，而且凸臺的輪廓由直線和圓弧構成?？紤]到零件的結構和形狀，還有實際加工時所用的機床的加工特點，選擇零件的底面為裝夾定位面，夾具采用虎口鉗。夾具的夾緊采用的是液壓自動夾緊，而且其夾緊力3000N。

考慮到零件的長、寬、高最大尺寸分別為90mm、90mm、

10mm，所以選擇毛坯的尺寸為96X104X30的立方體。又考慮到所用的數控銑床的加工能力不太好而且其剛度也較差但是零件的表面粗糙度、尺寸精度等都要求的較高，所以選擇的零件的毛坯材料為鋁件，因為鋁件的切削加工性能好且不需要做熱處理加工。

二、確定加工方法和加工路線

（一）選擇加工方法。零件的表面及臺階面的的粗糙度要求為Ra=3.2，所以在銑削加工時，可以分別調用CYCLE71/CY

CLE72先粗銑，再精銑的方案。又考慮到選擇的零件的毛坯是鋁件，其切削加工性能很好且表面無硬皮，所以在銑削加工時采用順銑的方法，這樣可以提高其加工零件的表面粗糙度且可以減少刀具的磨損。在對圓槽進行加工時，考慮到機床的加工的精度和定位的精度較高，所以在加工直徑為20mm的圓槽時，可以采用帶端刃的立銑刀，調用循環POCKET4進行粗銑和精銑加工，就能夠滿足零件的加工精度的要求。對于零件上兩個螺紋孔2-M6-6H的加工時，可以采用先調用CYCLE83鉆孔后用絲錐調用CYCLE84進行攻絲的方法進行加工。對于零件上的兩個凹槽可以調用循環POCKET1并且利用立銑刀進行粗銑和精銑將其加工出來。

（二）選擇加工路線。在對正八邊形的外輪廓和凸臺輪廓進行加工時應該采用順銑的加工方法進行加工，以提高其加工的質量。同時，在刀具切入和切出時，為了避免在刀具的切入和切出處留下進刀和退刀的刀痕，刀具應該沿零件的切向切入和切向切出。所以，根據毛坯的特點，在加工時，選擇上表面作為定位基準面，首先按先后順序粗銑零件的上表面，正八邊形及凸臺輪廓多余部分，然后在精銑零件的上表面，正八邊形及凸臺輪廓多余部分，然后在分別粗銑、精銑凸臺輪廓，然后再分別粗銑、精銑零件的中心孔，然后分別粗銑和精銑兩個凹槽，最后再鉆螺紋孔和攻絲。

（三）選擇切削用量?？紤]到實際所用的立式銑床的性能和加工的特點，其背吃刀量的最大取值為2mm，又由于加工零件的表面的粗糙度要求較高為Ra=3.2，所以在加工時需要進行粗、精加工在粗加工時，選擇的輪廓方向進給量為100mm/min，深度方向的進給量為50mm/min。在精加工時，為了保證表面和輪廓加工的精度要求，選擇的輪廓方向的進給量為為80mm/min，深度方向的進給量（即FFD）為40mm/min。

（四）選擇刀具。在銑削零件的表面，采用面銑刀，調用循環程序CYCLE71進行加工，為了提高零件的表面加工的精度，避免在刀具的結合處產生刀痕，所以在銑削零件的表面時，選擇的面銑刀的直徑為40mm。為了減少刀具的數量，減少換刀的次數，用以在銑削外輪廓和凸臺的部分切削時也選擇直徑為40mm的面銑刀。在銑削凸臺輪廓時，由于受到輪廓凹弧半徑的限制，所以在銑削凸臺外輪廓時，選擇的立銑刀的直徑為16mm。在加工螺紋孔時，先采用直徑為5mm的麻花鉆鉆孔，再采用M6的絲錐進行攻絲。在加工直徑為20mm的圓槽時，可以選擇直徑為8mm的立銑刀進行從上往下銑削加工。在加工兩個槽時，由于槽寬為10mm，同時也為了減少所用刀具的數量，所以可以采用直徑為8mm的立銑刀進行加工。

（五）確定工件加工坐標系。選擇工件的上表面的中心作為工件坐標系的原點（在零件的編程時采用零點偏移指令G54可以獲得，如G54 TRANS X_ Y_ Z_）。如圖2所示。

參考文獻：

篇8

關鍵詞：薄壁零件；機械加工工藝；探索

中圖分類號： TH162 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）02-180-2

0 引言

如今，薄壁零件的加工問題已經逐漸引起了相關領域的重視。薄壁零件的剛度、強度都較低，很容易在加工的過程中產生形變，從而產生質量問題。薄壁零件主要是指薄壁非管件，其含有盤類、套類以及其他不規則種類的薄壁零件，其造價較低、結構簡單，為廣大使用者所青睞[2]。但其又十分脆弱，在加工中，只要裝夾力、道具以及切削量等其中的一環存在問題，就會對其精確度造成較大的影響。因此，如何有效提高薄壁零件加工過程中的精度是當前工業相關領域亟需解決的問題。

1 對薄壁零件機械加工精度造成影響的因素

所謂的機械加工精度，就是指設計中理想狀態下加工后零件所具備的幾何參數（主要是指尺寸與形狀等）與實際加工出來零件所具有幾何參數的誤差大小。

在機械加工中，零件加工精度主要由加工零件與道具在加工過程中的位置關系來決定。在加工的過程中，加工系統可能會出現各種類型的誤差，從而對薄壁零件的加工精度造成影響，具體來說主要有以下幾個方面的因素：

①機床的幾何精度與剛性；

②刀具的品質好壞；

③夾具體的幾何結構與受力和對零件的裝夾方式；

④刀具的受力與形變：

⑤零件的形變；

⑥切削液的種類。

在具體的加工過程中，導致薄壁零件產生形變的主要原因有以下幾點：

①焊接造成的影響。薄壁零件很大一部分都是鋼板焊接件，還有一部分鋁質零件，在焊接過程中，很可能存在沒有完全消除焊接應力的情況，導致在后續的程序中這些應力得到釋放，從而造成零件的形變。

②裝夾造成的變形。在對薄壁零件進行機械加工的過程中，存有多道加工程序，而在每一道程序進行時都會對零件進行裝夾，若是裝夾方式不合理，從而對零件產生計劃之外的應力，就會使零件發生形變。裝夾方式不合理導致的零件形變是薄壁零件產生形變的主要影響因素。

③刀具加工造成的形變。在機械加工的過程中，刀具對零件進行切割時會產生應力，若是應力超出允許范圍，則會使零件產生形變，對零件的力學性能造成影響。

④其他因素造成的變形。在薄壁零件生產出來之后，許多單位要對其進行出廠前測試，這種壓力測試也是導致其產生形變的原因之一。

2 保證薄壁零件機械加工精度的措施

2.1 對薄壁零件的剛度進行提升

在對薄壁零件進行機械加工時，對零件與工件的剛度進行提升是極為重要的。提高加工件與機械之間的接觸剛度，比如增大二者之間的接觸面積，可以有效減少加工時零件的形變；也可以對薄壁零件的工藝剛度進行提升，比如在零件之間預加載荷，從而對配合間隙與局部產生的預變形加以消除[3]。此外還可以利用彈性模量較大的材料來對接觸面的硬度進行提升，從而使加工件的工藝剛度得到有效提高。

2.2 設計科學合理的加工夾具和裝夾方法

圖1為套類的薄壁零件，其結構相對簡單，內外圓直徑的差別非常小，因此其強度很低，若是裝夾時對其造成的裝夾力過大，則會導致其形變的產生，從而使最終成品存在誤差；而若是對其裝夾過松，則會導致切削過程中因其自身的松動而報廢。所以說，我們可以在對零件進行粗加工時裝夾得緊一些，在精加工時對其裝夾力度稍小一些，從而最大程度上減小其形變程度。此外，還可以采用更合適的夾具來對零件進行裝夾，增大夾具與加工件之間的受力面積，從而減小零件的形變程度，比如可以使用開縫套筒或者扇形軟卡抓來對零件進行裝夾，其對零件造成的影響較小。我們也可以對裝夾力的作用點進行轉移，比如圖1中的薄壁零件可以用圖2中的夾具來進行加工。其具體原理就是將徑向裝夾改為軸向裝夾后，軸向裝夾的應力更小，零件產生的形變也就越小，對零件的加工極為有利。

2.3 減少切削熱對加工精度造成的影響

在對薄壁零件進行機械加工時，道具與零件接觸會產生大量的摩擦熱，溫度急劇上升會使零件產生熱形變，從而對零件的最終品質造成影響。

切削熱可以用下面的公式來表示：

Q=Q變+Q摩=Q屑+Q工+Q具+Q介

其中，Q是切削過程所造成的總熱量；

Q變是切削時產生形變的功所產生的熱量；

Q摩是摩擦產生的熱量；

Q屑、Q工、Q具、Q介則分別為切屑、工件、刀具和介質所產生的熱量，其中刀具所產生的熱量最多，約占總熱量的五成到八成。

2.4 合理選擇刀具的幾何角度、切割用量以及切削液

在機械切削加工的過程中，徑向切削力是造成零件形變的主要因素。在加工過程中零件所受徑向切削力的大小跟所用的刀具和切削用量等有著直接的關系。

刀具前角的大小決定了刀具的鋒利度與切削的形變程度。前角大的話，相對的切削形變和摩擦力就會變小，但前角過大會導致刀具楔角過小，從而導致刀具的強度較低，損壞較快。

切削力還在一定程度上受到切削用量的影響。對此，我們可以在對薄壁零件進行粗加工時，選取大一些的背吃刀量和進給量；在進行薄壁零件的精加工時，選取小一些的；精車過程中最好采用較高的切削速度，但不宜過高。對這些要素進行合理的控制就能對切削力進行控制，從而保證薄壁零件的形變量較少，進而對薄壁零件的加工精度做出保證。

切削液在切削過程中有著極為重要的作用，其主要表現在以下幾點。

①。切削液在切削過程中可以對刀具與加工零件表面的摩擦力進行削減，從而減少切削力、摩擦等造成的零件損傷，對零件的加工性能進行改善。

②冷卻。切削液在加工零件發熱時會發生汽化，從而帶走零件與刀具上的部分熱量，減少零件與刀具因熱而產生的形變，保證薄壁零件的精度和刀具切割的準確性。

③清洗。切削液可以對其接觸到的加工部件和被加工零件進行較好的清洗作用，祛除切割過程中產生的粉末、油污等，防止因機床的污濁而對零件造成不良影響。

3 結束語

總而言之，在對進行薄壁零件進行機械加工過程中，要注意機械加工工藝的合理使用，從而保證薄壁零件的高精確性。相關工作人員要加緊對于薄壁零件機械加工工藝的探索，對其進行不斷的完善與創新，保證機械加工與制造行業的整體良性發展。

參 考 文 獻

[1] 汪通悅.薄壁零件銑削穩定性數值仿真及實驗研究[D].南京航空航天大學，2010.

篇9

【中圖分類號】 F407.44【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0250-02

前 言

隨著社會的發展，人們對產品的質量要求不斷提高，希望其產品輕巧、美觀、環保、節約原材料，所以薄壁零件被更多應用到產品中。因此，提高薄壁零件的加工質量，對滿足產品高品質的要求起著重要的作用。而該類零件的突出特征是零件的剛度低，精度高，在加工中容易產生變形，加工制造的難度大。因此對薄壁零件的加工進行深入的研究有著十分重要的意義。下面我們主要對軸類薄壁零件的加工作出分析研究。

一 、 薄壁零件的特性

薄壁零件的壁厚和零件的整體尺寸相比，很小。因而使零件本身剛性減弱，當受到外力的作用時容易引起變形。薄壁零件的工藝穩定性差。對于軸類薄壁零件，壁厚的大小對零件的加工質量影響很大。壁厚大的，剛度大。壁厚越小，零件的剛度越小，變形量越大。這是造成加工誤差的天然因素，也即內因。有時為滿足設計要求我們難以改變，那么我們就只能從構成加工誤差的外部因素加以分析。下面我們分析造成加工誤差的其他因素。

二、 薄壁零件加工誤差分析

由上述分析可知，薄壁零件的剛度低，是造成加工誤差的內部因素，構成加工誤差的外因，一方面，與機床本身的精度，刀具的性狀有關。另一方面，與零件所受外力有直接影響。

1、 切削力的影響

例如，在車床上或外圓磨床上加工長軸時，零件被裝卡在兩頂針之間。切削力Py，使零件發生彎曲變形。因而，在零件的全長范圍內，切去的金屬層厚度不均勻，在中間部分切去的金屬層最薄，形成腰鼓形誤差。（圖1）

對于壁厚不均勻的零件，當加工偏心外圓時，由于切削力的影響，就會在薄壁處出現內外表面塌陷（圖2-1），或外圓表面凸起的情況（圖2-2）。

1） 發生永久變形時產生誤差的情況；2） 發生彈性變形時產生誤差的情況

2、 夾緊力的影響

利用三爪卡盤夾持零件進行鏜孔時，零件的內孔，是當零件發生了彈性變形的情況下成形的（圖3），當取下零件后，由于彈性的恢復，加工好的內孔，就會向原夾緊力的相反方向伸長，造成圓度誤差。

3、 彈性變形與切削振動的影響

綜上分析，盡管各類零件的形狀結構不同，加工方法各異。但對影響加工誤差的原因，卻有一個共同點。這就是：外力引起的彈性變形，產生加工誤差。其誤差的大小，與零件發生彈性變形的程度有關。

切削過程中的彈性變形，是產生切削振動的重要根源。

切削振動，反回來又加劇薄壁零件的彈性變形。這種由變形引起振動，振動加劇變形的往返過程，是薄壁零件切削加工中的一個顯著特點，也是造成加工誤差的重要原因。

三、 改善薄壁零件切削加工的基本途徑

根據薄壁零件剛度低的特點，在制定加工方案時，常常把增加零件的有效剛度，選擇合理的夾緊方式，優選刀具幾何參數以及改變工藝方法等手段，當作重要的措施原則。

1、增加零件的有效剛度，提高零件在加工中抵抗變形的能力。

當刀具切入剛度低的零件時，由于工件發生彈性變形，即使一把鋒利的刀具，也會遇到來自工件方面的“以柔克剛”的反切削阻力。使工件與刀具的相對位移加大，切削振動加劇。在此情況下，必須提高零件的有效剛度，才能保證切削的順利進行。例如，1）對長徑比大的軸類零件，利用中心架和跟刀架，使有效長徑比變小，使有效剛度增大。改變由兩端頂起為一端用車頭夾持，一端用頂針支撐的方式，以及對精度高的長軸，兩端頂針孔必須經過研磨，獲得正確的錐孔及高的光潔度等方法，都是減少接觸變形，增大支承剛度的有效措施。2）對于薄壁筒零件欲增加其有效剛度，可以增加有效厚度著手，在零件受加持的部位，襯一足夠厚度的整圓襯圈，連同襯圈一起加緊零件，使薄壁受到支撐，避免夾緊處的應力集中，減少夾緊變形。

2、選擇合理的夾緊方式，消除或減少零件的夾緊變形。

1）在細長軸零件的加工中，由于零件的熱擴散性能差，切削熱會導致零件產生很大的線膨脹，加劇零件的彎曲變形和振動。若采用彈性夾頭和塑性液壓頂針并使用跟刀架，工件與卡爪間為線接觸，起萬向調節作用，可以減少零件的彎曲變形。同時采用反向走刀的切削方式，可提高加工質量。

由于零件很長，刀具由一段走到另一端，會因磨損過大而很快降低切削能力并帶來加工誤差。因此，在跟刀架的作用下，工件的剛度低，已不再成為矛盾的主要方面，而如何提高刀具的耐用度，則是能否完成這一切削過程的關鍵。于是，采用大走刀、小吃刀和低速切削的方法，常能收到滿意效果。

2）選擇軸向夾緊，改善工件的受力條件

當工件的內孔或外圓存在有圓度誤差時，不論夾持外圓或內孔，夾緊變形都是難以避免的?？蓪嵤┹S向夾緊。對于薄壁筒類零件，實行軸向夾緊的優點在于，當圓筒形零件承受外力時，從力學的觀點分析，在互相垂直的軸向和徑向，零件承受的應力（δ）是不相等的。當軸向夾緊時零件許可承受的外力，比徑向夾緊時許可承受的外力大得多。因此，實施軸向夾緊，可以保證夾緊力的作用方向始終通過零件本身剛性最強的截面。

3、 改進工藝方法

對于一些薄壁環狀零件，像光學玻璃壓圈、隔圈、墊環等。都具有壁厚小，兩端面平行度高的特點，為避免第二次裝卡時產生夾緊變形，多采用一次裝卡的方法完成最終工序的加工。

4、 優選刀具幾何參數，提高切割能力

刀具幾何參數的合理選擇，是反映切削過程中多因素綜合效果的重要標志。各個幾何參數，包括切削角度、刀口形狀、刀刃形狀。在切削過程中都不是孤立的在起作用，而是互相影響、互相制約。選擇時除應遵循一般的切削規律，還應針對薄壁零件的工藝特征，側重于保持刀刃的鋒利和切削過程的穩定。例如，從降低切削力，減少切削變形，加強刀具的切割能力來看，應選擇大的前角和后角及小的刀尖角。為消除由于前后角的增大對刀刃強度的影響，可采用帶倒棱的刃口形式達到銳中求固的目的。

但從減少切削振動來看，往往采用較小的后角，以增大刀具后面與工件的接觸面積。限制振動的振幅，達到消振的目的。尤其當對薄壁筒零件進行車削加工時，在刀具的主、付刀面上，用油石劈出后角等于零到負五度的消振棱。有助于消除由于零件剛度小而產生的低頻振動。

為減小由于刀具的推擠作用產生的加工誤差。應采用大的主偏角（φ=75°～90°），使切削力的分布有利于防止零件受力變形，減小切削振動。為不使刀口強度過多的削弱，可在刀尖處做出局部的小主偏角φ，形成圓弧或直線的過渡刃。

刃傾角的作用主要是控制住刀刃強度和排屑方向。針對薄壁零件剛度小，切削力不大的情況，一般刃傾角取負值（刀尖高），既可以保護已加工表面不被流屑擦傷，又可降低切削分力Py引起的振動。

參考文獻

[1] 儀器制造工藝學 ——————————————北京工學院

篇10

【關鍵詞】薄壁零件 銑削加工 裝夾

經濟的飛速發展，加工制造業機遇與挑戰并存，提高機械加工制造的技術水平、提升生產效率、降低成本是現今我國加工制造業發展的主題。薄壁零件是典型的輕量化結構，不但具有輕重量、高強度的特點，而且造型美觀，廣泛應用與汽車、航空、航天、工業等領域。但是因為其結構復雜，受力形式多樣，使其在加工制造的過程中很容易發生變形，工藝難度高。本文以鋁合金薄壁零件的銑削加工為例，重點對數控機床在薄壁零件加工過程中工件的裝夾和夾具的設計進行研究和探討。

1 薄壁零件的結構特點和工藝特點

薄壁零件相對于其它普通零件不僅重量很輕而且具有很高的強度和剛度，也正因為薄壁零件這些優勢，使其在各大領域廣泛應用。特別是是在航空領域，薄壁零件能夠很好的滿足航空產品對零件重量和強度的要求。薄壁零件值得是壁厚在3mm以下的零件。薄壁零件常用的材料為鋁合金，這主要是由于鋁合金材料具有密度小、耐腐蝕能力強、有良好的塑性而且容易加工、經濟性好等特點。薄壁零件結構復雜，相對體積較大，在應用中，不僅要滿足零件設計性能的基本要求，同時還要在重量上滿足要求。不同領域對不同的薄壁零件在結構上也有所不同。

鑒于薄壁零件特有的結構點，在加工工藝上與其它普通機加工零件也有所不同。薄壁零件整體體積較大，具有復雜的結構，加上在壁厚上比其它普通零件要薄得多，應用數控機床進行銑削加工的過程中很容易產生變形，控制零件變形并對變形進行矯正是薄壁零件在加工過程中的重點和難點問題。薄壁零件截面積小，外廓尺寸卻相對較大，隨著零件加工的進行，剛性降低，受銑削振動的作用，零件的加工精度受到影響。在精度方面，除了對薄壁零件的尺寸精度要求很高外，對協調精度也有很高的要求。特別是槽口、結合孔、接頭等部分必須保證很高的位置精度，要使零件滿足裝機的使用要求，必須保證裝配表明的加工合乎要求，與協調依據相符合。

2 工件的裝夾

工件在數控機床加工，裝夾是最基礎的步驟，裝夾主要包括工件的定位和夾緊兩個步驟。這兩個步驟相互關聯，兩者同樣重要，對工件的加工都起著基礎作用。這兩個步驟的順序不是固定的，有的工件在機床上進行裝夾時，先定位再夾緊，而有的工件在機床上裝夾時，是定位和加緊同時進行的，根據具體的工件加工要求來確定。

薄壁零件在多個領域中應用，其中以航空航天制造領域應用最為廣泛，是飛機制造中不可或缺的結構件。這些結構件普遍體積較大，而且壁很薄，在剛度上較弱，在加工過程中容易產生變形。在數控機床切削加工的過程中往往有很大的余量，加工周期長，在精度控制上有很大的難度?？梢哉f，裝夾方式是否科學正確對于加工精度和加工效率都影響巨大?，F今對于薄壁零件的裝夾方式多采用機械、液壓可調夾具以及真空吸附裝夾等方法。其中液壓可調夾具的特點在于可利用液壓可調夾具對壓緊進行適當的調整，也就是說在對薄壁零件切削加工的過程中可以將夾具松開，在加工區將刀具移出，能夠保證刀具對于工件的切削保持連續的軌跡。當刀具切過壓緊的位置后，在將壓板重新回到原來設定的壓緊位置。所謂結構的調整指的是將夾具的部分組件進行更換或者修改，用以對不同零件不同的加工要求需要的不同裝夾方式加以適應，必然對基礎墊板的更換、對夾具的重新組合等等。真空吸附夾具的優勢在于既能夠將工件平穩可靠的夾緊，有能夠保證工件表面的完整性。真空吸附夾具以的動力源為真空壓力，這尤其適合表面光滑工件的裝夾加工，能夠很好的解決不適合夾取的工件的裝夾要求，完成各種機械加工任務。

3 工件的夾具設計方案要求

數控機床的夾具是工藝系統的重要組成部分，執行重要的切削加工任務。對于薄壁零件的銑削一般會采用高速切削的方法，這對于工件的夾具和具體的裝夾也提出了更高的要求，主要體現在：第一，薄壁零件在夾緊時一定要保證裝夾位置的高度精確性；第二，在夾緊后，盡可能的保證工件不發生變形或者微量變形；第三，在進行銑削的過程中，在以發生變形的方向上要盡量減小切削力；第四，裝夾要穩定可靠，便于拆卸；第五，夾具要具有良好的可改造性，以滿足不同工件加工的裝夾要求。

在對薄壁零件進行機械加工的過程中，對于工件的定位和加緊要重視二者之間的密切關聯。在工件安裝時首先要在夾具的定位機構中將工件正確放置，確保工件在預定的正確位置上。然后對工件壓緊夾牢，保證其在進行銑削加工的過程中不會因為各種力的作用和振動的影響發生位置改變。工件在夾具中加緊有多種方式，在實際操作過程中，為了保證加工精度和加工質量，一定要注意夾緊力方向要正確，確定夾緊力的大小和作用點。變形是影響工件精度的最主要因素，要減小工件變形，可通過以下方法來解決：第一，調整夾緊力的樹木，將集中夾緊改為分布加緊，這樣可有效避免局部加緊集中造成局部發生過大變形；第二，調整夾緊力的位置，將位置設定在剛性好的表面上，將支撐力作用于剛性差的表面上；第三，調整夾緊力的大小，在滿足穩定性要求的前提下，盡量采用小的裝夾力。

4 結語

綜上所述，薄壁零件因其結構復雜，工件壁薄，對其進行數控銑削加工比其它普遍零件的機械加工難度要高，工藝也更加復雜。薄壁零件的加工精度受多方面因素的影響，夾具是機床加工系統的基礎組成部分，也是工件銑削加工的最基本的環節，因此，夾具設計是否合理，裝夾是否正確對于薄壁零件的加工精度有重要的影響。我們在實際的工作中，要對此環節加以充分的重視，在工作中不斷總結經驗，不斷完善夾具設計，使其能夠滿足多種類型薄壁零件的加工需求。

參考文獻：

[1]田姜濤.鋁合金薄壁零件精密加工[D].上海交通大學碩士學位論文，2012.