傳統切削方法加工薄壁零件

孔德鏗

摘要：薄壁零件早已應用在軍工行業，但它存在剛性弱、易變形等特點，加工質量難以控制。通過對傳統的切削加工方法的改進，采取增加支撐塊，設置夾具方案策略，達到較好的加工精度要求。

關鍵詞：薄壁零件;軍工行業;增加支撐塊;設置夾具

中圖分類號：TG506.7+1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0127-02

0? 引言

近期接到加工任務，軍工移動電源鋁殼體上下蓋。如圖1、圖2所示。

根據圖紙分析該產品屬于薄壁殼體，壁厚只有1mm，由圖紙可看出很多地方需要用到小刀，最小的地方要用到D1的立銑刀，由于刀具小，而且加工深度深，所以在調試當中遇到不少麻煩，在實踐中慢慢摸索改進，最終提高了生產效率和提升了加工質量。

該產品由于該訂單數量不大，綜合成本考慮，選擇實心材料加工，用平口虎鉗裝夾。

1? 上蓋加工工藝安排

①加工外形及型腔。②反面加工。③兩個側面加工及刻字。④去毛刺。⑤表面黑色噴砂氧化。

2? 加工程序編制：外形及型腔加工

2.1 加工外形

選用D16白鋼波刃銑刀，開粗其實就是把多余的毛坯盡快的切除掉，在保證夾緊力足夠，和刀具能承受的前提下，盡量快走刀量，大背吃刀量這樣才能提高效率，外形銑削，在這里選擇每層被吃刀量2.5mm，進給F2000，轉速S2000。

2.2 內腔開粗

選用D16波刃銑刀，在這里選擇型腔銑削環切。

在加工過程中，開粗與半精加工都很順利，沒有遇到什么問題，就是精加工側邊的時候，因為拐角處的圓角是R0.5，所以要選擇D1的立銑刀，加工深度12.5mm，對于D1的立銑刀要加工12.5mm深，那可想而知它的難度，開始直接用1mm的銑刀清角，由于刀具小，加工深度深，所以每層加工了量很少，進給速度也給得比較慢，然而這樣刀具還是會經常斷，這樣加工效率非常低，加工成本隨著也高了。

在加工過程當中仔細觀察斷刀的原因，發現機床加工到拐角的地方會有輕微的震動感，通過反復分析，是因為拐角處余量過多，刀具過長，所以導致刀具斷，發現問題后立馬想辦法解決，首先在拐角處用2mm鉆頭與鉆孔，把大部分余量去除掉，再用1.5mm的銑刀加工拐角處，最后在用1mm的銑刀加工到位，這樣刀具就不會斷了，刀具進給速度也可以提上去了，這種方法多加了兩把刀具，加工時間反而減少了，從而有效的提高了生產效率，降低了生產成本。

2.3 反面加工

該產品外觀要求比較嚴，且壁薄，加工反面的時候很容易發生震動，直接用虎鉗放墊鐵裝夾很容易變形，只能輕輕夾緊，所以在加工過程中不敢大被吃刀量，進給速度也要慢，在加工過程中產品很容易打飛掉，且在用飛刀加工背面的時候很容易發生震動，在產品表面出現震紋，出現廢品率高。

工藝夾具改進，用虎鉗裝夾，把原裝虎鉗口拆下，自己加工兩塊鋁鉗口，在鋁虎鉗口切一個臺階，這樣可以避免產品周邊夾傷，鉗口加工臺階就省去了墊鐵，換工件時，用氣槍吹鋁銷的時候就不用擔心墊鐵會吹的亂動了。

第一道工序已經把型腔掏空了，如果直接夾的話會出現變形。所以在反面的時候需要設計夾具，跟內腔一樣大的支撐塊（如圖3）。做兩個一樣的支撐塊，這樣可以換著用，機床在加工的時候，操作人員可以把另外一個支撐塊安放到產品里去，等機床加工完，馬上可以拿著裝夾，這樣可以更有效的提高機床效率，在裝夾的時候把支撐塊放進產品內腔，起到一個支撐作用，支撐塊的兩個平面一定要平行，要不然加工的時候產品會傾斜，從而導致產品不平。把支撐塊放進內腔隨便怎么夾產品都不會變形，在加工背面飛平面的時候也不會出現震動了。

2.4 側面加工

根據圖紙可看出側面加工的圖素不多，加工四方槽，及側邊刻字，背面加工的時候要用夾具才能更快更精的加工出產品，而側面也同樣要用到夾具才能保證產品的精度，所以在加工側面的時候也設計了一個夾具（圖4）。

很多時候其實時間就是金錢，所以我在這方面特別注重時間，不過在做加工中心的時候，加工時間是重要，但加工質量更重要，在保證加工質量的前提下，要用最快的加工工藝完成加工，從而提高加工效率，所以在調試好機床，在加工裝夾過程中，我還會細心觀察，從而發現這個側面夾具在裝夾工件的時候比較麻煩，裝夾時間比較長，因為此工裝是固定在虎鉗上的，每次做好產品拿下來的時候，虎鉗需要打開比較寬的距離才能把產品拿出來，打開距離要大于產品高度。

另外還有夾具與產品配合比較吻合，所以在裝工件上去的時候稍有點傾斜都裝不進去，每次在裝工件的時候的要花費比較長的時間，發現這個問題后，馬上研究怎么改這個工裝夾具。

改進方法其實很簡單，是開始把問題復雜化了，有的時候最簡單的方法也是最好的方法，其實加工側面根本不用去做夾具，用第二道工序的夾具就可以（如圖5），這樣虎鉗只要松開一點點就可以把產品拿出了，大大的提高了加工效率（圖6）。

3? 結束語

生產中我們會遇到很多因素導致加工變形，可以聯想到有加工工藝、夾具、刀具方面的問題。發現問題后可以從調整最佳切削參數，重新裝刀保證刀具的擺動，合理的更換與添加刀具，保證其加工的穩定性。修正夾具，減少或避免工件裝夾面的受力集中點。優化粗、精工序，粗加工后松夾、換夾，裝夾力度也會影響加工效果，等等一個個問題解決。原理相通我們要的是需要總結經驗，類比推理，舉一反三，不斷轉換設計思路，萬變不離其宗，分析優化加工工藝，設計裝夾夾具，工序基準集中原則，保證尺寸精度和形位公差，優化編程及刀具選擇。我們應該注重理論與實際的結合，把理論知識深入運用到實際中去，從而能及時發現、分析和解決問題，吸取經驗教訓，提高獨立分析、解決實際問題的能力。

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