薄壁零件车削加工策略分析

薄壁零件车削加工策略分析

孙洪昌

（中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，辽宁沈阳 110000）

摘要：薄壁零件因其重量轻、强度高、结构可靠而闻名，被广泛应用于航天航空、汽车制造等重要领域。而与之相对的是薄壁零件结构复杂、刚性低等特点造就的高难度加工要求。为了打造高质量、高精度的薄壁零件，加强车削加工研究势在必行。基于此，对当下部分薄壁零件车削加工状况进行研究、整理和分析，阐述了影响薄壁零件车削加工精度的主要因素，并从机床刀具选用、装夹方式、加工工序、切削参数等多个角度提出一些薄壁零件车削加工优化策略，推动高质量薄壁零件铸成，为相关工作人员提供理论参考。

关键词：薄壁零件；车削加工；优化策略；

0引言

现代工业发展对零件品质、精度、强度等性能提出了更高的要求，推动零件加工朝复杂化、轻薄化发展。尤其在薄壁零件加工领域，如何铸成高质量的薄壁零件已然成为了机械制造加工领域的重要议题。面对薄壁零件加工带来的挑战，车削加工工艺在破题过程中发挥着举足轻重的作用。许多相关领域的学者和技术专家致力于车削加工工艺发展和完善，以先进设备和工艺技术为驱动，不断提高薄壁零件加工效率和质量。然而现阶段部分企业在开展薄壁零件车削加工时仍存在一些问题如切削参数设置偏差、加工工序不合理、刀具材质性能不符合要求等，导致薄壁零件车削加工精度和效率不佳。为了推动我国工业现代化水平朝更好层次发展，应明晰薄壁零件和车削加工工艺的重要价值，努力突破薄壁零件车削加工的技术瓶颈，实施薄壁零件车削加工质量全过程控制，打开薄壁零件加工新局面。

1薄壁零件车削加工优化策略

1.1合理选用机床刀具

机床刀具是薄壁零件车削加工的主要工具。巧妇难为无米之炊，想要打造高质量的薄壁零件，就必须重视机床刀具的选用，为薄壁零件车削加工提供先进的设备工具支持。在机床选用方面，机床选用的主要依据在于适用性和加工精度。在全面熟悉和了解工件图纸信息后，相关工作人员应根据工件的具体形状、材质、结构等基础信息匹配机床，围绕加工效率、加工成本和加工精度等方面充分考虑该类工件与所选用的机床的契合程度，确保所选用的机床适用于该种类型的工件高效率、高精度加工。面对一些结构较为复杂的工件，还需要工作人员基于自身的专业知识和经验，组合运用多种机床，最大程度地保障加工效率和质量。与此同时，工作人员还需要重点关注机床精度属性。倘若机床加工精度小于工件加工精度要求，就不符合加工条件。但也并不意味着可以盲目使用高精度机床。以高精度机床开展低精度工件加工无疑会严重影响加工效率，造成资源浪费。在刀具选用方面，所谓“三分靠工艺，七分靠刀具”，刀具合理选用和应用的重要性不言而喻。为了保证切削过程平顺高效，就需要以切削摩擦力最小化为目标，选用锋利耐用的刀具，尽可能降低切削过程产生的切削力和切削热，减少工件变形。刀具的几何参数和材质会直接影响加工效率和质量。较大的刀具主偏角和较小的刀尖圆弧半径可以减少径向切削力和振动。想要降低切削热，可以选用较大的刀具副偏角和后角，从而降低摩擦。适当增大前角有助于提高切削效率。同样，根据加工工件材质的不同，所选用的刀具材质也有着一定的讲究。塑性金属可选用钨钛钴类硬质合金、高速钢或陶瓷材质刀具进行加工。钨钴类硬质合金材质刀具适用于铸铁、青铜等脆性金属工件加工。总而言之，根据实际加工材料的具体情况针对性选用刀具，同时兼顾经济性和实用性，可以达到事倍功半的加工效果。

1.2合理调整装夹方式

控制加工变形是薄壁零件车削加工的重要内容，其中科学设计装夹方案便是其中的关键环节。通过合理布置夹具和支撑块，准确调整夹紧力，可以有效定位、约束和支撑加工工件，保障加工顺利开展。倘若装夹方式不合理，受夹紧力影响，薄壁工件在加工过程中容易发生局部刚性转动，导致相对位置变化，进而出现吃刀量不均、让刀等问题，严重影响加工精度。在加工过程中，必须保证加工过程中内外原轴线的同轴度、端面与内孔轴线的垂直度以及两平面的平行度符合相关要求。为了防止工件因夹紧和车削变形，相关工作人员可以采用以下几种方法。其一是采用开口套装夹改变自定心盘的三点，使其均匀抱紧薄壁套后再车削内孔。其二是采用大弧形软爪装夹增加夹持面积，降低薄壁套的夹紧力，减少车削变形。其三是将直径大、精度要求高的工件装夹于花盘上进行车削。

1.3合理安排加工工序

加工工序的合理性是影响薄壁零件加工精度的主要因素。薄壁零件车削加工需严格控制最大外延尺寸，在保证加工尺寸范围能完全覆盖零件最大的尺寸前提下留出一定的加工余量。之后，还需根据设计要求进一步对零件进行加工。倘若零件加工需求运用不同的机床刀具，则要根据设计图纸的基准单位合理安排加工工艺，否则会产生一系列错误。例如，设计图纸以定位孔为基准单位，相关工作人员需根据定位孔来判断判断最近的加工位置，再依次安排相应的加工机床刀具进行顺序加工。粗加工的目的是快速切除工件的多余材料。由于粗加工时夹紧力较大，容易引发工件变形。可适当减小夹紧力，释放内应力，再重新夹紧，从而减少工件变形。最后还需要对零件进行进一步的精加工，保证加工精度符合设计要求。此外，视薄壁零件的实际应用情况，还可能存在零件平整度、表面光度等相关需求。相关工作人员还需要合理安排抛光、硬化等加工工序，逐步打磨薄壁零件，满足零件的应用需求。

1.4合理设置切削参数

切削参数主要包括背吃刀量、进给量、切削速度等参数。通过调节这些参数，可以调控切削力和切削速度，用以控制加工变形。在薄壁零件车削加工时，切削力会随着背吃刀量的增加而增加。过高的背吃刀量会加大薄壁受力，增加薄壁零件变形的概率。在背吃刀量不变的情况下，倘若进给量增加，薄壁零件的内应力也会增加，进而产生变形。在切削速度方面，虽然切削速度的增加对切削力的影响较小，但倘若盲目加快切削速度，就可能会产生较为严重的振动现象，影响薄壁零件加工质量。因此，为了获得理想的切削效果，应根据工件材料、机床性能、刀具材质等实际情况来合理设置切削参数，最大程度地减少工件变形。

1.5合理使用切削液

切削液的作用是降低切削过程中切削区域的温度，减少因切削热产生的零件变形，在提高零件表面质量同时延长刀具的使用寿命。目前较为常用的切削液材料是切削油、卤化液等。在车削过程中，相关工作人员应根据实际情况浇注切削液，使切削液充分浸润切削区域表面，帮助切削区域快速散热。此外，针对切削液不适用的场合，可采用压缩空气来达到同样的冷却效果。

2结论

综上所述,薄壁零件车削加工是现代机械制造加工领域的重要研究内容。健全薄壁零件车削加工理论和实践体系，有助于实现薄壁零件加工的科学化、高效化和精细化，满足各大重要领域对薄壁零件的应用需求。鉴于薄壁零件车削加工研究的重要意义，应秉持“质量至上”理念，加强薄壁零件车削加工工艺和技术研究，以需求为导向，根据加工材料的结构特点和力学特性科学制定加工方案，合理的选用机床刀具，保证材料与机床刀具的契合度；全面分析工件加工受力情况，基于分析结果调整装夹方案；正确安排加工工序，准确设置切削参数，尽可能减少的切削力和切削热产生；重视切削液使用，有效降低切削区域温度，减少工件变形，从而实现高质量、高精度的薄壁零件加工目标。

参考文献

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