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　　二减少和防止薄壁零件变形的方法薄壁零件应用广泛，但薄壁零件的加工比较困难。因为薄壁零件刚性差，易变形，因此，在实际加工中通常采用以下方法确保薄壁零件的精度及形、位误差：1、传统的加工方法1.1、工件分粗、精加工，粗车时，由于切削余量大，夹紧力稍微大些，精车时夹紧力可稍小些，一方面夹紧变形小，另一方面精车时还可以消除粗车时因切削力过大而产生的变形1.2、合理选择刀具几何参数，精车薄壁零件时，刀柄的刚度要求高，车刀的修光刃不易过长（一般取0.2～0.3mm）刃口要锋利。1.3、增加装夹接触面，采用开缝套筒或一些特制的软爪卡，使接触面增大，让夹紧力均布在工件上，从而使工件夹紧时不易产生变形1.4、采用轴向夹紧工具，车薄壁零件时，尽量不使用径向夹紧。而优先选用轴向夹紧方法，工具靠轴向夹紧，夹紧力沿轴向分布，从而使工件轴向刚度大，不易产生夹紧变形。1.5、增加工艺肋（图2.1）。有些薄壁零件在装夹部位特制几根工艺肋，以增加此处刚性，使夹紧力作用在工艺肋上，以减少工件变形，加工完毕后在去除工艺肋。图2.11.6、充分浇注切削液，通过充分浇注切削液，降低工件切削温度，减少工件热变形。2、采用现代加工方法随着计算机、微电子、信息和自动化技术的迅速发展，现代制造技术已成为各国经济发展，满足人民日益增长需要以及加速高新技术发展和实现国防现代化的主要技术等，成为企业在激烈的市场竞争中立于不败之地，并求得迅速发展的关键因素，实现了优质、高效、低耗、清洁和灵活生产。2.1、高速加工（hight speed cutting）与常规切削相比，有着无可比拟的优越性。2.1.1、切削力随着切削速度的提高而下降，切削产生的热量绝大部分被切屑带走，减少了工件的热变形。2.1.2、在高速切削范围内，机床的激振频率远离工艺系统的固有频率范围，低阶切削振动几乎消失，工件的表面粗糙度对低阶频率最为敏感，由此降低了表面粗糙度，提高表面粗糙度。2.1.3、由于高速加工技术切削速度很高，使剪切变形区变窄，剪切角增大，变形系数减小和切削流出速度快。从而使切削变形减小，切削力降低，因此特别适宜刚性差和薄壁零件的切削加工。2.2、CAMB及数控加工技术2.2.1、采用CAM系统，可以提高生产率，降低薄壁零件的加工周期，降低加工成本。在生产过程中，它监控、调度、处理并且最终空息流，防止在加工中废品产生给企业带来损失。2.2.2、数控加工，能加工复杂形状的部件，避免了在传统普通加工中采用成形刀造成了工件应力集中，利用数控机床进行加工，还能减少工件—机床间的振动，同时也能最大限度的降低在切削过程中因切削力引起的振动，从而保证了零件的形、位精度及表面粗糙度。2.3、激光快速成形激光快速成形技术是一种基于激光融覆的跌层技术，他将快速成形技术自由成形的优点与激光熔覆技术相结合，能够实现高性能复杂结构、致密零件的直接成形，具有高柔性、短周期、成本低等特点，是一种将材料技术与制造技术融为一体的“新材料设计、新材料制备与近成形高性能复杂零件成为一体化”新技术。激光快速成形加工为材料加工提供了常规手段无法实现的极端平衡条件，使成形件具有细小，致密的组织和优越的综合性能，激光快速成形技术综合利用了激光、计算机、CAD、数控和新材料等学科的高兴技术解决了传统方法无法加工的许多问题。3、合理确定加工飞方案在薄壁零件加工中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加工材料不同、刚性不同，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析，灵活处理，只有这样，才能使制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。制定加工方案的一般原则为：先粗后精、先近后远、先内后外、走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。3.1、先粗后精为了提高薄壁零件生产率，变保证薄壁零件的加工精度，在切削加工时，应按排粗加工工序，在较短的时间内去除精加工前的大部分余量，同时尽量满足精加工前余量均匀要求。当粗加工工序安排完成后，应接着安排半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是当粗加工后所留余量的均匀性不满足精加工要求时，则可安排半精加工做过渡阶段，以便使精加工余量小而均匀。在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其工件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成，这时刀具的进退位置要考虑妥当，尽量不要再连续的轮廓中安排切入或切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑轮廓上产生表面划伤，形状突变或滞留刀痕等缺陷。3.2、先近后远这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言，在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点最近的地方先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具的移动距离，减少空行程时间，对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或办产品的刚性，改善其切削条件。3.3、先内后外对既要加工内表面又要加工外表面的零件，在制定其加工方案时，通常应安排先加工内腔，后加工外表面，这是因为控制内表面的尺寸和形状较困难，刀具刚性相对较差，刀尖（刃）的耐用度易受切削热影响而降低，以及在加工中清除切屑较困难等。3.4、走刀路线最短走刀路线泛指从对刀点开始运动，直至返回改点变完成加工所经过的路线，包括切削加工路线及刀具切入、切出等非切削运动。在保证加工质量的前提下，使加工具有最短的走刀路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给结构滑动部件的磨损等。优化工艺方案除了依靠大量的实践经验外，还应善于分析，必要时间可以辅已一些简单计算，对于某些特殊方案，则需要采取灵活可变的方案，如有些工件就必须先外后内，才能保证其加工精度与质量，这都有赖于操作者实际加工经验的不断积累与学习。4、合理选用夹具、刀具及刀具的几何角度4.1、合理选用夹具在切削薄壁零件时，因薄壁零件壁薄、刚性差，在装夹时易产生变形，为保证薄壁零件的切削加工精度，必须合理选用夹具，但通常情况下的夹具都不能满足加工要求，为此，在加工薄壁零件时，我们应设计专用夹具。4.2、选择刀具材料4.2.1、高速钢刀具材料高速钢（High speed steel）是一种加入了较多的钨、锰、钒等合金元素的高合金工具钢，高速钢刀具在强度、韧性及工艺肋等方面具有优良的综合性能，在复杂刀具，尤其是制造加工空刀具、螺纹刀具、拉到。4.2.2、硬质合金1)钨钴类（YG类）主要加工铸铁，有色金属，非金属材料。2）钨钴类（YT类）硬度和耐磨性提高，抗弯性强，冲击韧度降低3）碳化物类（YW）类可加工钢材，铸铁和有色金属，还可以用于各种难加工材料的粗加工和断续切削4.2.3、陶瓷陶瓷具有硬度高、耐磨性好、耐热性和化学性稳定等特点，且不易与金属粘结。陶瓷刀具广泛用于高速切削、干切削、硬切削以及难加工材料的切削加工，陶瓷刀具可以高效加工，传统刀具根本不能加工的高硬材料，实现以车带磨，陶瓷刀具的最佳切削速度可比硬质合金刀具高2到10倍，从而大大提高了切削加工生产率4、2、4、超硬刀具材料1）金刚石刀具及高的硬度和耐磨性、低摩擦、锋利的切削刃，二期有很高的导热性。2）立方氮化硼4、3、合理刀具的几何角度1）外圆精车刀Kr=90°-～93°、Kr’=15°、ａ0=14°-～16°、ａ01=15°，γ0适当增大，刀具材料为YW1硬质合金。2）内孔精车刀Kr=60°、Kr’=30°、ａ0=14°-～16°、ａ01=6﹀8°，γ0适当增大，刀具材料为YW1硬质合金。3）精加工车刀参数、v0=160mm/min、f=0.1mm、ａp=0.2﹀0.4mm。5、合理选用切削用量（特种加工除外）内孔粗车时，主轴转速为500到600r/min，进给速度f100到150，留精车余量0.2到0.3mm。内孔精车时，主轴转速为r/min,为取得较好的粗糙度，选用较低的进给速度f30到f45，采用一次走刀完成加工。外圆粗车时，主转速为r/min，进给速度为f100到150，留建材城余量0.3到0.5mm；外圆精车时，主轴转速为r/min，进给速度为f30到f45，采用一次走刀完成。6、采用模具引拉伸加工很多小直径、薄壁零件在日常生活和高科技发展中是必须的，但采用切削加工很难达到其精度、形位误差及粗糙度的要求，严重影响了科学技术的进步及造成资源的浪费，在这种情况下，可采用引拉伸加工，其工件的质量由模具保证。用引拉伸加工不同形状和壁厚的零件，只需改变模具的形状和尺寸即可，对精度要求极高的零件，其尺寸基本是靠模具保证，引拉伸加工使零件直径减小，壁厚变薄，单模加工一次变形较少，目前广泛采用的是多模引伸，以便在一个冲程内获得较大的变形量。1　薄壁类零件易变形的机理三维网技术论坛+ l& VX! T5 _. Y2 |D) `! A# @4 q6 S7 HH　　在生产实践中，薄壁类零件易变形的表现形式是多种多样的，有体积和尺寸的胀大和收缩变形，也有弯曲、歪扭、椭圆、翘曲等畸形变形。但就其产生的机理来说，可分为内应力造成的应力塑性变形和比容变化引起的体积变形两大类。4 w- Y% M3 x& r% W三维网技术论坛三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江' e1 R; O8 C+ C" o2 e5 A* z: r+ ?2 M　　1.1　内应力塑性变形三维网技术论坛/ p5 ^) I9 O: X! t三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa: M7 K) l. `. l3 x$ h`9 K, G　　薄壁类零件热处理过程中加热冷却的不均匀和相变的不等时性等，都会引起内应力的作用，在零件一定塑性条件的配合下，就会产生内应力塑性变形。按应力产生的根源和表现特征的不同，分为热应力塑性变形和组织应力塑性变形。在AC1温度下方加热急冷产生变形，可获得纯热应力变形，而单纯的组织应力变形却是不可能的。组织应力变形与钢的淬透性、零件截面尺寸、钢的Ms点高低、淬火介质及冷却方法有密切的关系。三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa& |& t" k3 p8 U% i三维网技术论坛( [nw3 ]5 N7 n1 c　　1.2　比容变形三维网技术论坛$ q# t. L/ [. Z6 ~2 h三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa) y" s9 P4 L5 aZ　　薄壁类零件在热处理过程中，各种相结构的组织比容不同，在相变时发生的体积和尺寸变化为比容变形。在生产实践的一定条件下，采用相应的热处理工艺方法，可获得比较单纯的比容变形。其特点是没有明显的方向性，如果零件的组织结构均匀，比容变形表现在各个方向上是相同的，比容变形不会因热处理次数增加而不断改变零件的体积和尺寸。三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江7 S3 V* X|' q( ]: ~) xm# D7 i+ c3 V* h, L% V0 G　　2　加工工艺的要求) U8 e# I! X. B" P; M三维网技术论坛& U( I0 {" b" M' f* Z　　2.1　粗加工、精加工分开三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa4 U, ~. ]8 `' u: v三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa5 E% m* JB' \$ Y+ o0 r　　对加工精度要求较高的薄壁类零件，应把粗加工、半精加工、精加工分开进行。粗、半精、精加工分开，可避免因粗加工引起的各种变形，包括粗加工时，夹紧力引起的弹性变形、切削热引起的热变形以及粗加工后内应力重新分布引起的变形。其目的是为了保持零件的精度及稳定性。另外，粗、精加工分开，机床设备也可得到合理的使用，即粗加工机床可以充分发挥其效率，精加工机床可长期保持机床的精度和维持使用寿命。. M, @' _& q, |6 |三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江0 `! z# \- a- R　　2.2　粗、精加工之间增加去应力工序" `$ a& U0 E2 G$ w- Z8 C三维网技术论坛9 }# AM8 R2 C7 M　　内应力是引起零件变形的主要因素，为了防止零件的变形，除应严格地进行材料的热处理，使工件具有较好的组织外，在粗加工、精加工之间，最好增加一道去应力工序，以最大限度的消除工件内部的应力。去应力后的工件在随后的精加工中能够较好地保证零件的形状和尺寸要求。' P0 E: _$ i# {! Q3 ?# z% G三维网技术论坛9 U- H4 o& N8 [% @. Z+ _. P三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江　　2.3　控制淬火介质防止零件热处理变形, j5 PF, [5 @# i, @3 z, V) _　　淬火是使零件强化最重要的工序之一，工件在淬火之前外形尺寸和几何精度均以基本达到，即使留有磨加工余量已很少，因此淬火不仅要保证良好的组织与性能，而且还要保持其尺寸精度，通过控制淬火介质改变冷却特性曲线见图1。三维网技术论坛+ k' E1 ^7 _9 Y) H7 {8 L5 U( \8 z4 K( G1 ~+ d& X6 Tj" H8 p+ N& ]/ K: Z, ~T+ E. \, [/ o. A! q5 e+ o6 @9 w　　图1　冷却特性曲线三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江& f4 i6 N& x* P3 H9 |) a* y+ S* D% WH5 [. n) {三维网技术论坛4 w7 j% G6 ~& a! D4 a! i% y3 `三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa　　B点对应的是对流阶段的开始。若B点对应的温度过低则沸腾期加长，导致马氏体转变过于激烈，产生很大的内应力，从而有很大的变形。若B点对应的温度较高，沸腾期缩短，减小了内应力，从而减小了变形。B点的温度太高，理论上讲，会有一些钢材的冷却特性曲线与它的C曲线相碰，从而产生珠光体或者贝氏体组织，引起钢材硬度不足。但一般来说，B点的温度不会太高，约400℃左右，一般超过Ms点，使马氏体转变在对流阶段发生，这一阶段冷速慢，从而减小转变应力，减少变形量。综上所述，对于小尺寸零件、薄壁零件和淬透性好的零件而言，冷却速度特别是沸腾期的冷却速度至关重要，要求提高对流开始温度，使淬火介质更适合于薄壁类零件的淬火，从而有效控制热处理变形，提高热处理质量。2 L% N2 `7 L$ E1 R) b. W三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa9 H! {# f$ K0 S; s　　3　加工过程中对刀具、切削用量、切削液、装夹方式的要求0 ?: N( A8 o2 d, ?1 K! X) y0 }. W+ l& U& C4 H( h三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江　　3.1　刀具的要求J3 T) i2 ^% ?, T1 T# r" l& H% . X- F2 O7 T! B9 p4 js　　精加工时要求刀具锋利，一方面可减少刀具与工件的摩擦，另一方面可提高刀具切削工件时的散热能力，从而减少工件上残余的内应力。例如在铣削薄壁类零件的大平面时，我们使用了单刃铣削法，刀具参数选取了较大的主偏角Kr=75°-93°和较大的前角γo≤30°，目的就是为了减少切削抗力Fy的作用。由于这种刀具切削轻快，减少了薄壁类零件的变形，在车间得到广泛的应用。三维网技术论坛. r( N7 |: d6 [- i! O! a. m三维网技术论坛0 I! P1 H# z6 a% v+ B　　3.2　切削用量的要求/ f5 \; s. ^. M7 ~# i% Q三维网技术论坛' }, s4 P# Q3 i8 X- E　　采用合理的切削用量是保证零件精度的关键因素。在加工精度要求较高的薄壁类零件时，一般采取对称加工，使相对的两面产生的应力均衡，达到一个稳定状态，加工后工件平整。但当某一工序采取较大的吃刀量时，由于拉应力、压应力失去平衡，工件便会产生变形。5 h/ r/ t3 k3 r- z2 [三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江, a4 ?" {9 }2 {; P三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa　　3.3　切削液的要求) Y1 o( X( b& b4 E三维网技术论坛3 a) L3 k) s' F# J- _三维网技术论坛　　切削液主要用来减少切削过程中的摩擦和降低切削温度。合理使用切削液对提高刀具的耐用度和加工表面质量、加工精度具有重要作用。因此，在加工中为防止零件变形必须合理使用充分的切削液。, S6 Z, L1 P3 q/ Y: a2 x' j- Z' B: {# ?9 [; I4 A　　3.4　装夹的要求三维网技术论坛* B$ p& g* ^* d) P9 Y7 R4 [/ q- Y1 Y6 E/ t( v　　由于薄壁类零件的形状和结构的多样性以及本身具有刚度低的特点，装夹时施力的作用点不同，产生的变形就不同。大量实践证明，增大工件与夹具的接触面积或轴向夹紧，可有效降低零件装夹时的变形。如在铣削加工薄壁件时，大量使用弹性压板，目的就是增加接触零件的受力面积；在车削薄壁套的内径及外圆时，无论是采用简单的开口过渡环，还是使用弹性芯轴、液体塑料夹具等，均采用的是增大工件装夹时的接触面积。这种方法有利于承载夹紧力，从而避免零件的变形。轴向夹紧工装由于制造简单，在实践中被广泛使用。在切削加工时，刀具、切削用量、切削液和正确的装夹方式需同时兼顾，才能杜绝或减少薄壁类零件的变形。三维网技术论坛K& A: |) W& G/ s3 A2 C3 N4 u8 l　　4　辅助加工手段: F9 P8 t4 Y( e! ?0 J3 t三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江1 U: \! S, ?$ s9 a三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江　　4.1　冷校直2 j. {5 m) u3 r. l, j) Z/ I# }8 QQ/ h4 ~: S' q/ d4 @2 Q/ R8 f　　冷校直简单易行，适用于精度要求不高的零件。冷校直是在与变形相反的方向施加作用力，使工件反方向弯曲产生塑性变形，从而达到校直的目的。但由于工件内部应力很不稳定，故经过一段时间后，随着应力的释放，变形还会恢复。对于精度要求较高的细长轴（如丝杠），一般不允许冷校直，而是依靠增大加工余量，通过加工者的多次切削或磨削来修正细长轴的弯曲。5 P3 |1 e8 ~0 K7 x/ P三维网技术论坛( @0 ~5 A6 n' z& S　　4.2　热校直3 i5 Y8 t& A; p' T$ ?" 三维网技术论坛+ n5 D, @% W5 c$ G5 E" k7 O( m' o3 B, ]　　热校直的方法是把需要校直的工件叠成一定高度，采用一定工装压紧成平直状态，然后把工装和工件一起放入加热炉中，根据零件材料的不同，选择不同的加热温度和加热时间。% s7 b9 j7 v$ t8 d5 h+ r$ * S2 x( Y1 P2 K" X3 h　　热校直后，工件内部组织稳定。此时，工件不仅得到了较高的直线度，而且加工硬化现象得到消除，更便于零件的进一步精加工。: u7 j/ i, v% T* P三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks| x" _9 h2 h% U/ h7 X7 z　　4.3　低温技术在机加工方面的应用* \4 f3 o7 R/ y: K三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa三维网技术论坛6 H4 r0 z4 m3 M　　提高薄壁零件的强度，形成线形形状、产生防止磨损的介质、确定表面清洁度、监控表面粗糙度，对零件的可靠性进行快速试验等。不同类型的低温材料加工，例如水压制，可以导致材料组织发生新的变化，有效地改善了在常温条件下不可避免的变形效果。同样，通过对零件的辊压、展平和冲击强化方法，可提高显微硬度3-3.5倍，提高疲劳强度1.3-1.7倍。三维网技术论坛, c2 R& a$ r+ q+ P2 j" {' ^/ E( m8 J$ L: d& N% L- F1 m+ {三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa　　5　使用先进的加工方法1 ?, A: {m( [V( D! `( Q' R1 s- |# A" S: r$ P三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa　　在减少切削热、防止零件变形方面出现了多种先进的加工方法，如线切割、高速加工等。三维网技术论坛) q' N& B5 H; n9 r! V$ q6 @' v! x! x2 d) G7 J8 q) H; z三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa　　5.1　线切割加工W% ~4 m6 p% p5 x+ M4 ) @" {5 m$ c7 @0 I$ W- n' ~2 s　　数挖线切割机床加工解决了很多传统加工难以解决的难题，尤其是在锐角、小R及锥度切割的产品加工过程中更具优势。如包装机烟库某薄壁零件，该零件的内表面和外表面的锥度方向一致，如采用固定锥度，不能一次将轮廊全部加工出来，若采用上下异形的变锥度法进行编程，产生的程序量很大，为此笔者结合固定锥度的编程方法，将内表面和外表面采用锥度换向的方法在一个程序中同时完成内外表面的加工，在保证了产品质量的同时提高了加工的效率。( q, P; c* S0 }3 M: x0 [" y三维网技术论坛三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa! W! h7 o' H/ n) gV　　5.2　高速加工三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江# N$ Y0 pW$ o( x( V三维网技术论坛/ }, m& E$ O0 e3 Y2 w& A0 Q" N　　高速加工技术是近年发展起来的高效、优质低耗的制造技术。在高速切削加工中，由于切屑在较短时间内被切除，绝大部分切削热被切屑带走，减少了工件的热变形；其次，在高速加工中，由于切削层材料软化部分的减少，也可减少零件加工的变形，有利于保证零件的尺寸、形状精度。使用高速加工薄壁类零件，是今后机械加工发展的一个重要趋势。# S5 S) ?; v* [+ X% l& r概述　　零件在加工过程中由于各种因素导致变形是无法消除的,零件在加工中变形的大小除与零件本省材质、结构有关外,也与加工中零件的装夹方式、刀具选用、切削用量及冷却也的选择等有很大的关系。材质、结构与其用途有关,有时是无法取代的。但作为工艺员在零件材料一定的情况下,我们就必须从加工中想办法。我们知道,采用正确的装夹方式、合理选用刀具、切削用量、冷却液是减少零件变形的关键之所在。其中又尤以薄壁零件变形最大,最难控制,主要原因是薄壁零件刚性差、强度弱,在加工中极易产生变形,使零件的形位误差增大,不易保证零件的加工质量。薄壁零件也因为重量轻、节约材料、结构紧凑,应用极为广泛。为此,对薄壁零件加工以及加工过程中零件的装夹,刀具的选用、切削用量、冷却液的选用等作一些探讨和分析,为今后更好的加工薄壁零件,保证零件的加工质量提供一些建议。　　2 工艺分析　　2.1 零件材料的组成　　该零件材料为ZL1,他的成分见表1　　2.2零件结构分析　　零件总体结构比较简单,但属于薄壁类形腔零件,大部分壁厚仅有3㎜。加工中要去除大部分材料,加工中会产生大部分铣削热量,从而,导致零件产生热变形,这一点是我们制定工艺方案前必须考虑的。　　2.3工艺流程的分析　　钳:按零件外形及内腔尺寸,单面放1.5㎜划外形、内腔线为下一道工序提供依据　　铣:参照钳工划线,单面留余量1.5㎜余量铣外形及内腔、铣厚度二面,本工序加工中去掉大部分材料,因此,余量放得多,保证后序加工由于变形不能保证加工尺寸　　数铣:单面留0.5㎜余量铣外形及内腔,该工序时零件厚度大部分仅有6㎜,加工时,在考虑生产率的同时,还必须保证加工中变形不得过大　　热:进行时效,作稳定处理,用途时是去除加工中应力　　数铣:铣对外形、内腔及各下陷尺寸,本工序零件尺寸要加工到位,在考虑变形同时还得保证产品表面质量　　钳:借助钻模,制对各孔,并锉修清角　　该零件也可上线切割加工外形及内腔,但上线切割加工生产率低,成本较高,因此,不宜选用。　　2.4加工中的减少变形措施　　该零件结构简单,从工艺流程不难看出,零件工艺流程并不复杂,接下来的问题是在加工中如何减少二道数铣关键工序中变形来满足产品的质量。为此,我们主要要从以下四个方面来采取具体措施减少两件加工中的变形。　　2.4.1选择正确装夹方式　　由于该零件属于腔体薄壁零件,在铣削加工不能按常规采用虎钳装夹,因为虎钳装夹使零件受力情况不理想。零件在加工过程中随着大部分材料去除,零件在垂直受力的方向有延伸的趋势,使零件略鼓,一旦取下零件,往往使加工出来的零件产生回弹,极易变形,对零件的尺寸影响极大。因此,在加工中我们对装夹方式进行改进,采用压板式装夹,使零件上每一点的夹紧力都保持均衡,增大零件装夹的接触面,从而减少每一点的夹紧力,零件的变形会好得多。因为,根据物理学中压强公式:P=F/S可以知道:当压力一定时,受力面积越大,压强就越小,从理论分析可以看出,增大装夹接触面,减少每一点的夹紧力,这种方法是可行的。实践证明也是行之有效的。因此,今后在加工薄壁零件时,应充分重视装夹的问题。　　2.4.2选择合理的切削用量　　切削用量是机床调整前必须确定的重要参数,而且其值的合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床的动力性能(功力、扭矩),在保证质量的前提下,获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。切削用量的三要素指切削速度V、进给量F、切削深度ap,对于薄壁零件加工切削用量更是选择的非常合理。我们知道,切削力的大小与切削用量是密切相关的,从加工角度来看,吃刀量和进给量如果选得过大,对铣削加工薄壁零件极为不利,工件阻碍刀具切削时产生的弹性变形和塑性变形,切削区随着切削热的升高而产生热变形。减少吃刀量,增大进给量,切削力虽有所下降,但零件表面的粗糙度增大,因此针对该零件我们选用粗加工和精加工二道工序。粗加工采用转速高,吃刀量大,进给量小,可减少零件在加工时所产生切削热带来的变形,提高零件的表面粗糙度,来保证零件的质量。　　2.4.3合理选择刀具的几何角度　　在薄壁零件的铣削中,合理的刀具几何角度对铣削时切削力的大小、铣削中产生的热变形、工件表面的微观质量都是至关重要的。从工艺学中,我们可以知道,刀具的几何角度对切削力的影响是很大的。刀具的前角大小决定着切削力变形与刀具前角的锋利程度。前角大,则切削变形和摩擦力减少,切削力相应减少。但前角太大,会使刀具的强度降低,刀具散热情况变差且刀具的磨损加快。在铣削加工中,考虑到粗铣时余量大,为了有利于排屑,故而在粗加工中选择疏齿铣刀,而精加工时选用密齿铣刀,铣刀刀子齿数越少,表明刀子的容屑槽越大,有利于排屑,精加工时选用密齿铣刀,有利于提高工件的表面光洁度,而在螺旋角的选择方面来看,粗加工选择30-45度的螺旋角,而精加工选择45-60的螺旋角。从实际加工我们可以看到,当吃刀深度一样时,螺旋角为30-45的铣刀参加切削的刃要少,切削力相应要小,但其表面粗糙度将增大,而45-60的螺旋角铣刀刀刃参加切削的要多,虽然切削力要稍大,但精加工时余量要小,故而仍可选用45-60的螺旋角,以提高工件表面光洁度。　　2.4.4充分利用切削液　　在铣削过程中,由于切削变形和切屑、刀具、工件间的摩擦,产生大量的切削热,传到刀具上会使刀具的硬度降低,加速刀具的磨损,使工件表面粗糙度值提高,而传到工件上会使工件产生热变形。切削热的存在,对铣削薄壁零件十分的不利。在铣削过程中充分适用切削液不仅减少了切削力,提高刀具的耐用度和工件表面的粗糙度,同时也减少工件受且须热的影响,从而保证了加工零件的尺寸和几何精度,保证了零件的加工质量。　　表2、表3是经过反复实验的粗、精加工切削参数。实践证明,通过选择合理的装夹方式、刀具、切削进度、进给量、切削深度、螺纹角、夹头等,完全是可以减少薄壁零件变形的分类： |}