薄璧件的加工變形技術研究和解決措施

　　這篇數控工程師論文發表了薄璧件的加工變形技術研究和解決措施，對于數控技術, 經過多年的發展, 已經從以往的封閉式發展走向了網絡化、柔性化發展方向, 計算機數控技術的特點可以使得其在各種平臺中得到良好應用, 并且能使得操作、管理更加簡便, 其性價比也得到了極大提升。

　　關鍵詞：數控工程師論文,薄壁件,負角度型面,復雜曲面

　　隨著科學技術的發展，各種新工藝和新技術不斷涌現，機械加工工藝正朝高質量、高生產率和低成本方向發展。各種新工藝已突破傳統的加工范疇，可以加工各種復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數控機床的問世，提高了形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度[1]。計算機數控編程使得數控機床與實際生產緊密相連，可以通過計算機對數控程序進行校驗，檢查刀具運動軌跡正確與否，判斷加工參數選擇是否合適等。通過在計算機上進行仿真加工，檢驗數控加工程序代碼，具有直觀、快速且不需要額外費用的優點，對縮短產品的試制周期、提高數控加工效率具有十分重要的意義。

　　1薄壁件加工變形概述

　　隨著航空工業的發展，航空薄壁件越來越多地在航空工業中得到廣泛應用。但是，薄壁零件強度低、剛性差、在銑削中易變形，不易保證零件的表面質量[2-3]。而在加工過程中，薄壁零件的變形問題尤為突出。引起加工變形的原因很多，不僅與材料的特性有關，還與零件的結構特性以及加工過程中的裝夾、加工參數及切削路徑有關[4-6]。因此，選擇合理的裝夾方案和加工參數，采用合適的工藝方法是克服薄壁件加工變形的重要手段，特別是面對含有負角度型面的薄壁件加工時，合理的工藝方法顯得尤為重要。本文以某型機靜氣動彈性試驗剛性模型中導流片為例(見圖1)，對某些含有負角度型面薄壁零件數控加工技術進行研究和探索。

　　2導流片數控加工技術研究

　　導流片材料為30CrMnSiA，經熱處理后，強度σb≥1080MPa，由圖2可知，導流片薄壁處型面與底面在XY、XZ方向上均存在夾角，在XZ方向上，薄壁與底面成85.25°銳角，而且薄壁厚度處僅有1.49mm。該零件精度要求為±0.1mm。

　　2.1加工難點分析

　　型面存在負角度且為薄壁，易單向受力產生變形，加工時存在以下難點。2.1.1零件加工需經多次裝夾在一次裝夾下，普通立銑刀無法加工負角度型面，需經過多次裝夾才能達到加工目的，增加了裝夾次數，使裝夾累積誤差增大。2.1.2薄壁加工易單向受力產生變形加工薄壁時，刀具單方向對型面施加切削力(見圖3)，使零件易產生單方向變形，而且加工薄壁零件時產生的振刀、卷邊等難題也將凸顯，使零件精度難以保證。2.1.3根部為直角，清根困難由于薄壁型面根部為直角，人們無法通過銑削清根，需要依靠鉗工手工修銼，增大了工作量，延長了加工時間，降低了零件精度。

　　2.2工藝解決措施

　　2.2.1使用等高線切削方式避免薄壁單向受力采用等高線分層切削方法(見圖4)，使切削力同時分布在型面兩側，避免了零件單向受力，減少了零件的單向變形，提高型面加工精度，使得最終尺寸能夠滿足零件需求。2.2.2使用五坐標加工中心對零件清根采用T型銑刀雖然可以在一次裝夾下完成零件的銑削工作，但是由于圓形刀片根部為圓角，而零件根部為直角，圓形刀片無法完成清根操作。為清除零件根部余量，達到零件最終尺寸要求，采用五坐標加工中心對零件進行清根。通過機床主軸的擺角，五坐標加工中心可完成斜面清根。對該零件進行清根時將機床主軸旋轉4.75°，采用平底立銑刀即可完成清根，如圖5所示。

　　3結論

　　針對導流片的數控加工探索和研究，本文得出以下幾點結論：選取T型銑刀，采用等高線分層銑削，克服了銳角面干涉問題，使零件能夠在一次裝夾下完成銑削，減少了裝夾次數，降低了因裝夾引起的累積誤差;切削時避免了薄壁單向受力，使加工時的切削力分布更為均勻，減少了因切削引起的變形，能更好地滿足零件型面要求;采用五坐標清根，使零件根部能夠在數控機床上得以加工完成，避免了鉗工手工修銼，大大提高了零件加工效率，更好地保證了零件精度;經三坐標檢測，采用上述加工方法，使零件型面精度保證在±0.1mm以內。

　　參考文獻

　　[1]徐新勝.機械產品變異性控制及其若干關鍵技術研究[D].杭州：浙江大學，2007：11.

　　[2]辛順強，葉海潮，王聰康.航空薄壁件三維銑削過程的有限元仿真[J].制造技術與機床，2010，(4)：120-123.

　　[3]胡志明，王仲奇，吳建軍，等.航空薄壁件銑削加工銑削力預測方法研究[J].機床與液壓，2008，36(3)：1-4.

　　[4]于金，楊貴武.航空薄壁件銑削有限元分析[J].機床與液壓，2011，39(21)：136-137.

　　[5]車現發.高強度鋁合金航空薄壁件銑削加工變形控制的工藝研究[D].南京：南京航空航天大學，2011：6.

　　[6]萬敏，張衛紅.薄壁件周銑切削力建模與表面誤差預測方法研究[J].航空學報，2005，26(5)：598-603.

　　作者：張俊哲 單位：中航工業直升機設計研究所

　　推薦閱讀：《數控機床市場》創刊于1982年，原刊名《機電新產品導報》，是經新聞出版署批準的國家一級刊物。由中國機械工業聯合會主管、中國工業報機電產品導報編輯部編輯出版的一份大型月刊。

轉載請注明來自發表學術論文網：http://www.zpfmc.com/dzlw/17187.html