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薄壁零件数控车工加工工艺探讨

摘要:薄壁零件数控车工加工往往面临着较高难度,也极容易在加工过程中出现异常问题,影响到最终加工精度,要求引起高度重视。文章即重点围绕着薄壁零件数控车工加工工艺的应用,首先简要介绍了薄壁零件及其加工要求,然后分析了薄壁零件数控车工加工过程中应该高度关注的常见问题,最后探讨了如何优化相应加工工艺,希望具备参考借鉴作用。

关键词:薄壁零件;数控车工;加工工艺

在现阶段我国工业生产发展中,薄壁零件的应用越来越普遍,且在实际应用中表现出了明显优势,解决了以往较厚零件使用存在的问题和限制因素,应该引起高度关注。但是在薄壁零件加工中却存在着较高的难度,影响因素同样也比较多,进而也就必然会影响到薄壁零件加工精确度,很可能给后续应用带来不利影响。这也就需要重点围绕着薄壁零件数控车工加工工艺进行深入详细把关,以求更好提升加工水平,保障后续薄壁零件能够形成较为理想的优化运用效果,解决加工层面出现的问题,相关研究极为必要。

1薄壁零件及其加工特点

薄壁零件也就是壁相对比较薄的一些零件,该类零件在当前我国工业发展中必不可少,成为不容忽视的重要零部件,尤其是在汽车制造以及军工领域,薄壁零件更是发挥着重要作用。对于薄壁零件的实际应用而言,虽然其壁薄确实存在着较为明显的应用优势,解决了以往工业生产中存在的较多问题,但是也正是因为其壁薄的特点,很容易出现一些明显隐患和问题,尤其是强度以及抗变形能力不足带来的不利影响,更是需要引起高度重视,力求采取多种适宜合理的方式予以解决,保障薄壁零件可以具备理想的应用性能。为了较好优化薄壁零件的应用性能,从加工着手是比较重要的手段,要求借助于更为先进适宜的加工工艺,促使薄壁零件在满足尺寸指标的基础上,也能够形成较为理想的性能,降低后续应用可能出现的故障问题。薄壁零件在现阶段的加工主要采取数控车工加工方式,该工艺的应用主要涉及到了设计与编程、加工以及成品检验三个环节,要求技术人员能够重点围绕着这三个阶段进行严格把关控制,以便更好满足薄壁零件加工制作要求,解决可能出现的严重加工问题。虽然数控车工加工工艺在薄壁零件中的应用确实表现出了明显优势,有效降低了加工人员的工作压力,但是在实际应用中同样也存在着较多的难点,尤其是在面临薄壁零件加工存在的更高要求时,更是需要加大管控力度,以便促使切割刀具、切割工艺以及装夹处理等更为精确可靠,最终在有效控制薄壁零件变形问题的同时,促使其可以在后续应用中形成理想的作用价值,避免出现功能受损问题。

2薄壁零件数控车工加工工艺常见问题

2.1设计编程不当

薄壁零件数控车工加工工艺应用对于前期设计编程环节提出了较高要求,因为设计编程不够合理,没有能够准确掌握薄壁零件加工要求,对于薄壁零件的特性缺乏深入分析,如此也就很可能导致设计编程方案不具备理想的可行性效果,随之影响到后续数控车工加工作业效果。因为薄壁零件数控车工加工的难度相对较大,薄壁零件自身也表现出了较高的特殊性,对于加工精确度提出了较高要求,如此也就必然需要切实做好前期设计编程工作,要求保障相应设计编程更为合理可行。但是在实际工作开展中,因为设计编程的难度较大,需要设置的参数信息同样也比较多,如此也就容易在设计编程方案中出现一些偏差问题,依托该结果进行后续数控车工加工,必然也就会出现严重质量缺陷,成为亟待解决的源头性问题。

2.2热变形问题

薄壁零件数控车工加工中极容易出现变形问题,这也是造成后续薄壁零件难以形成理想应用效果的重要原因,要求从多个角度入手予以防控。基于薄壁零件数控车工加工中出现的变形问题进行分析,热变形是不容忽视的关键影响因素,也是几乎不可避免的重要原因,应该引起车工加工人员的高度重视。在薄壁零件数控车工加工过程中,伴随着相应零件切削处理,必然会产生相应热量,而这些切削热量作用于薄壁零件后,也就极容易导致其出现变形问题。从具体薄壁零件数控车工加工过程中来看,无论是在精车、半精车还是在粗车处理中,都会伴随着热量的出现,随之也就会对于薄壁零件产生影响,导致其在热应力作用下出现明显变形,无法达到较为理想的精确度。由此可见,薄壁零件数控车工加工中热变形问题不仅仅影响较为恶劣,同时还是客观存在的,必然会发生的,要求引起高度关注。

2.3受力变形问题

薄壁零件数控车工加工中变形问题的出现必然还和受力有关,因为加工过程中对于力度的控制不到位,就容易对薄壁零件产生不利影响,加之相应零件较为轻薄,很容易在受力作用下出现变形问题,随之影响到最终加工生产效果。在薄壁零件数控车工加工过程中,出现的外部作用力往往表现在多个方面和工序中,比如在三爪卡盘应用中,因为需要将薄壁零件予以夹紧处理,如此也就很可能导致其在该作用力下出现变形风险,同时也会对于后续数控车工加工产生影响,导致加工余量出现问题,无法达到较为理想的精确值。因为薄壁零件在三爪卡盘夹紧时进行加工处理,此时薄壁零件处于受力状态,自身形状正处于变化中,如果在该背景下进行加工作业,必然会造成最终加工效果受到影响,在去除三爪卡盘后,薄壁零件就会恢复原有状态,进而造成加工处理结果不够理想,误差随之出现。

2.4振动变形问题

薄壁零件数控车工加工存在的问题还表现在振动变形上,这也是影响最终薄壁零件应用效果的重要因素,并且在整个加工过程中出现较多,应该引起足够关注。在薄壁零件数控车工加工过程中,因为受到切削作用,加之相应切割部位的壁较薄,也就极容易出现明显振动现象,在振动作用下也就很可能造成薄壁零件出现异常变化,影响后续加工准确度。这种振动作用的出现主要和薄壁零件受到切削时出现的径向切削力有关,应该在具体操作处理中予以积极关注,以便从力的防控着手来控制振动因素,保障薄壁零件数控车工加工工艺的有序落实,防止薄壁零件振动变形问题。

2.5操作不当问题

薄壁零件数控车工加工存在的问题还具体表现在操作层面,因为数控车工相关人员不具备较高的综合素质和执行能力,在处理中容易出现一些明显偏差问题,最终必然也就会造成薄壁零件的加工不精确,容易出现各类缺陷。比如上述各类变形问题的出现,除了和一些必然存在的因素密切相关外,往往还和车工人员有关,因为相应人员无法形成精确操作,对于各方面偏差问题的防控不到位,必然也就极有可能加大变形程度,严重影响后续薄壁零件的应用效果。当然,如果数控车工人员在参与薄壁零件加工时不具备较高的投入度,加工过程中表现出了较为明显的马虎大意以及侥幸心理,同样也会严重影响到自身工作执行效果,甚至还会增加出现安全事故的风险,同样也是不容忽视的关键问题。

3薄壁零件数控车工加工工艺优化策略

3.1优化设计编程

薄壁零件数控车工加工工艺的应用必然需要首先关注设计和编程环节,要求确保设计和编程较为合理可行,能够以此实现对于后续加工作业的有序指导。因为薄壁零件加工难度相对较高,精确度要求同样也较为苛刻,进而也就需要确保设计和编程更为精细,切实做好前期薄壁零件特性分析工作极为必要。在薄壁零件数控车工加工前的设计和编程中,技术人员需要首先明确相应加工要求,对于壁薄程度以及其他相关参数指标进行准确掌握,以此明确相关参数设置要求,促使其可以表现出更强的针对性。为了确保薄壁零件的加工精度可以得到理想保障,往往还需要重点考虑到数控系统的适宜应用,比如在最为常见的FANUC0i数控系统的应用中,就需要结合薄壁零件的加工精度要求,合理设置选用G76复合型螺纹削循环或者G92螺纹车削循环指令,促使其能够对于薄壁零件体现出较强的适应性,随之更好优化后续执行效果,对于因为车削不当带来的变形或者是精度不达标问题予以防治。在设计编程工作完成后,往往还应该做好相应校验工作,要求予以全面详细检查,对于存在异常和偏差的问题予以及时修复,最大程度上提升其对于后续加工作业的科学指导。

3.2优选刀具

薄壁零件数控车工加工工艺的应用对于刀具的使用提出了更高要求,如果刀具选择不当,或者是在后续应用中出现不适应问题,则必然会严重影响到最终切削效果,给薄壁零件加工精确度带来危害。在刀具选择时,技术人员应该重点考虑到薄壁零件加工处理的各个不同环节,基于不同工序选择最为适宜合理的刀具。比如在薄壁零件外圆的粗车和精车处理中,可以借助于硬质合金90度的车刀,但是如果面临螺纹的车刀选择,则应该借助于机夹刀,以此更好确保后续切削的精确度,即使出现损坏也能够及时更换处理。对于薄壁零件加工中使用的镗刀同样也应该优化选择,要求尽量选择适宜合理的机夹刀,促使其可以在整个加工过程中得到便捷运用,不会出现较为严重的振动问题,以此控制以往加工处理中常见的振动变形问题。当然,在薄壁零件数控车工加工处理中,除了要选择适宜合理的刀具,往往还应该重点关注其他辅助设施的运用,因为薄壁零件容易在外力作用下出现变形问题,进而也就需要避免随意应用三爪卡盘,夹紧装置应该结合实际状况灵活运用,以求更好实现对于不良作用力的防控,保障薄壁零件的有序加工生产。

3.3严格控制切削参数

薄壁零件数控车工加工工艺应用中还需要重点考虑到切削参数的精细化控制,避免因为切削不当产生各方面不良影响,尤其是对于热作用以及切削力的作用,更是需要通过合理控制切削参数予以把关。比如在切削深度的控制上,要求在加工过程中尽可能降低切削深度,以此更好控制切削作用力,避免因为单次切削深度过大产生明显作用力,进而导致薄壁零件出现变形问题。在切削速度上同样也应该严格控制,根据具体切削需求,设定较为合理的切削速度,避免因为切削速度过快,导致切削过程中产生较多热量,进而致使薄壁零件出现热变形问题。当然,整个切削过程更是需要实时把关,要求确保切削处理规范可靠,避免在切削过程中出现较多的误操作,最终更好保障切削精确度。

3.4严格控制工序

薄壁零件数控车工加工工艺的应用还需要重点把握好各个工序的严格控制,要求确保工序执行较为规范有序,能够严格按照设计好的加工工序路线,避免在加工过程中出现较为严重的偏差问题,有效确保最终数控车工加工精确度。数控车工人员应该重点关注于规划好的工序路线,提前做好模拟把关,进而也就可以在实际加工中予以精细化控制,确保相应薄壁零件能够得到有效控制,以此更好规避可能出现的加工缺陷和隐患。从大的工序控制上来看,往往并不存在较高难度,只需要严格按照设定好的程序执行即可,但是具体到各个加工环节中,具体的工序依然需要精细化把关,以便促使这些工序的应用较为适宜合理,能够结合不同零件的不同部位进行针对性分析,确保工序安排能够最大程度上确保加工精确度。比如具体到薄壁零件不同部位的精加工处理中,相应工序的设定就需要高度关注,要求确保相应工序较为适宜合理,能够针对相应部位的加工要求进行充分分析,由此设定出最为合理的精加工工序,确保相应顺序可以实现该部位精确度的控制。

3.5规范车工操作

薄壁零件数控车工加工工艺的应用必然还需要落实到具体操作层面,要求确保数控车工加工操作较为准确可靠,由此更好实现对于最终加工准确度的控制。从数控车工操作方面的规范控制角度来看,最为核心的工作就是规避人因问题带来的影响,要求确保车工操作较为精细准确。这也就需要首先针对所有数控车工人员进行严格把关,确保相应技术人员能够具备较高的综合素质和能力,可以在数控车工加工过程中具备良好的胜任力,尤其是在面临薄壁零件这一相对复杂且要求较高的加工任务时,更是需要表现出理想的操作能力,严禁任何不具备相应能力的人员参与其中。在具体数控车工人员参与加工工作时,往往还需要重点做好培训工作,要求其能够对于相应数控车床较为熟悉,且能够明确薄壁零件加工要求,对于各个参数的设定以及应用准确掌握,同时具备较高的质量保障意识,由此规避任何偏差问题带来的薄壁零件加工质量缺陷。针对加工制作完成的薄壁零件同样也需要进行精细化检测分析,切实做好成品检验工作,对于发现的质量缺陷予以及时处理,把好最后一关。

4结语

综上所述,薄壁零件加工面临着较高难度,加工过程中出现变形等质量缺陷的几率同样也相对比较高,如此也就需要重点做好全面防护把关工作,在优化设计和编程方案的基础上,逐步规范各个数控车工加工流程和工序,提升操作人员的质量意识,进而在做好成品检验工作后,更好实现对于最终加工质量的控制。

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作者:张微微 鹿曼曼 张习习 单位:山东瑞祥模具有限公司

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