由於電（diàn）子信息技術和機械加工技術的發展，機械（xiè）製造業的迅猛發展，目（mù）前數控機床能加工出各種高精密零（líng）件的零件（jiàn），比如：細（xì）長（zhǎng）軸、曲軸、絲杠、薄（báo）壁、複雜腔體等零件。而其中的金屬薄壁類零件的加工具有典型性（xìng），由於它的特點，需（xū）要加（jiā）工者精通加工工藝知識，比如：切削三要素、切削力（lì）、機床剛性、切削熱、夾具、刀具等多種因素。

海普瑞森高精度數（shù）控機床金屬薄壁零件加工樣件展示

　　1 金屬薄壁零件加工質量受多種（zhǒng）因素影（yǐng）響 

　　薄壁零件在加（jiā）工時最大的難點就是（shì）加工變形，在加工過程種（zhǒng）有很多因素導致這個問題的出現，下麵做簡單分析。 

　　（1）切削力（lì）。在零件加工過程中，一般采用的90°外圓車刀在（zài）粗加工時由於加工餘量的問題會引起較大（dà）的（de）切削力、徑向（xiàng）和軸向切削力，這（zhè）三種力可使工件產生圓度和同軸度方麵的誤差。另外，零件加工中會出現加工殘餘應力，這是由於刀具在零件加工時發生的擠壓形成的，同時如果加工過程中（zhōng）排屑不通暢，也會造成前刀麵和後麵跟工件摩擦，切削（xuē）力、軸向力、徑向力的合力以及工件（jiàn）殘餘應力很容易造成零（líng）件的變形。 

　　（2）切削（xuē）熱。切削過程中的變形、摩擦所消耗的功轉變為（wéi）熱能。切削熱傳入刀具、切屑、工件和周（zhōu）圍介質中（zhōng），使他們（men）溫度升高，引起工件和刀具的熱變形。切削熱（rè）通過對切削溫度的（de）影（yǐng）響來影響切削過程，切削溫度的高（gāo）低取決於產生熱量（liàng）的多少及熱傳散的快慢，切削溫度（dù）對工件的熱變（biàn）形（xíng）影（yǐng）響很大（dà）。 

　　（3）機床性能、切削振動。機床的（de）剛度、機床夾具會直（zhí）接影響薄壁零件的受力情（qíng）況。工件與刀具之間也會（huì）由（yóu）於機床剛度的原因發生強烈的相對振動，這種振動在薄壁（bì）零件加工時不僅影響表麵粗糙度的增大（dà）或產生明顯的波紋。嚴重惡化了表（biǎo）麵質量和（hé）加工零件（jiàn）的形變。為了避免產生振動，常常不得不降低切削用量（liàng），致使刀具和機床的性能得不到充分發揮，限製了生產率的提高。 

　　（4）刀具。刀具幾何角度對工件變形有顯著（zhe）的影響，刀具的前角（jiǎo）、後角、主偏角的大小直接影響加工力的大小。另外（wài）刀具材（cái）料（liào）的（de）不（bú）同在加工過程中產生的切削力的大小也不相同，薄壁零件加工中，刀具材料（liào）選擇較為關鍵。 

　　（5）零件材（cái）料。零件材（cái）料分為金屬材料和非金屬材料，脆（cuì）性材料和塑性材料。不同的材料所適用的切（qiē）削參數、切削刀具參數（shù）都是不一樣的。不同（tóng）的零件（jiàn）材（cái）料對薄壁零件加工參數的選擇（zé）也不同。 

　　2 減小以上（shàng）影響因素的（de）措施 

　　在金屬薄壁零件加工過程中，出現了（le）如（rú）此多的（de）影響因素，加工（gōng）者如何去改變這些因素對薄壁（bì）零件加工的影響呢（ne）？可以通過以下方式來解決這些問題。 

　　（1）高速切削時熱量大部分被切屑帶走，隻有少量的熱量傳入到工（gōng）件。薄壁零（líng）件加工可以選用高速（sù）機床（chuáng）進行，高速機床高速運轉（zhuǎn）對零件的變（biàn）形影響很小。在切削（xuē）過程中，還可以（yǐ）通過判斷切屑的顏（yán）色來判斷熱（rè）量的大小。可以通過選擇合理的切（qiē）削參數、刀具（jù）角度、刀（dāo）具壽命指標來控製溫度。機床上充分（fèn）而（ér）合理的冷（lěng）卻液選擇也很（hěn）重要，加工過程中，大量的熱量由（yóu）冷卻液帶走，冷卻充分，熱量帶走充分，切削熱對薄壁零件的加工變形就會減小。 

　　（2）薄（báo）壁零件加工時外圓刀具的（de）前（qián）角（jiǎo）要大，這樣（yàng）才能減少切削變（biàn）形，加工硬化程度及深度，同時可（kě）抑製或（huò）消除（chú）積（jī）屑瘤，並使切削（xuē）分力顯著下降，有利於消除振動，從而減小表（biǎo）麵變形。薄壁零件加工時，刀具的刃口要鋒利，除了采用較大前角外，還（hái）要有較大的主偏角，此時注意角度的合理性，不然會因為刀頭體積過小而影響（xiǎng）刀具的強度和剛度，使熱（rè）量無法及時散出，影響工件產生變（biàn）形。當然，刀具角度（dù）的選擇（zé）同時要遵循工件的材料，機床剛（gāng）性（xìng），自（zì）身材料的特點。 

　　（3）由於薄（báo）壁（bì）零件的加工難度隨（suí）著壁厚的減少而增大，為了避免振動引起的加工變形（xíng），我們必須增加（jiā）工藝係統的抗振性，增加工藝（yì）係統的剛度，對（duì）於減小振動有很大的作（zuò）用（yòng）。比如可以利用薄壁零件的未加工表麵，這部分由於存在較大的餘量，可（kě）以形成很大的工藝支撐，例如：在加工薄壁類（lèi）軸類零件（jiàn）時，可以將零件裝夾部分毛坯增長，加工時用（yòng）車刀（dāo）從外部向內部遞進進刀，從而降低徑向力對薄壁的壓（yā）力，由中（zhōng）間向周邊直至薄壁。如果孔的深度大，此時要先用小杆鏜刀（dāo）先將孔鏜大，然後更換大刀杆的刀具進行（háng）鏜切，這（zhè）樣（yàng）可以大（dà）大降低切削過程中的變形（xíng），更（gèng）換大（dà）刀杆可以有效地降低加（jiā）工過（guò）程中出現的振動現（xiàn）象（xiàng）。 

　　（4）根據薄壁零件加工的影響因素，在裝夾工件時要（yào）格（gé）外注（zhù）意，加工（gōng）前的工藝分析應該更多的考慮最少裝夾次數為先，加工時一定要選擇最佳裝夾點，在夾緊力的給力方麵要恰到好（hǎo）處，既要能（néng）將（jiāng）工件牢固的加緊，又能不使工件產生變形。所以加工（gōng）時（shí）最好能（néng）借助量具輔助裝夾。 

　　（5）通過設計輔助工藝工裝來加強薄壁零件的強度，對於薄壁套筒（tǒng）零件來說，可以根據圖紙要求先加工一根長軸，長軸的外徑尺寸要求最好能實現跟薄壁零件的間隙配合，薄壁零件在工藝設計時，選擇（zé）較大餘量的毛坯，先將孔徑做好（hǎo），然後將預先做好的心軸插入其中（zhōng），此（cǐ）時的薄壁已經變成了（le）實體零件，然（rán）後（hòu）在加工薄壁零件的外圓部分（fèn），加工結束之後再（zài）將工藝心軸拔（bá）出。通過這樣的設計（jì），就無需考慮機床夾具夾緊力過大（dà）而使得薄壁零件發生變形，但是，這一方法的局（jú）限性就是（shì）以犧牲材料為代價。當然，薄（báo）壁套類零件的加工（gōng）不僅僅可以通過加工輔助心軸的方式，還可以通過填充的方式，比如：石蠟等，等（děng）零件加工結束後，再將石蠟融化去（qù）除，同時，石蠟還能重（chóng）複利用，經（jīng）濟環保。 

　　（6）可（kě）以通過分層次切削的方（fāng）式來減少薄壁零件在加工中的變形。同樣以套類薄壁零件為（wéi）例，在加工過程中可以通過輪流加工（gōng）的方式（shì）來進行加工，即在內腔去除掉一定的餘量後，在（zài）外圓部分去除同樣厚度的餘量，這種加工方式的好處就是可以最大減（jiǎn）小零（líng）件的殘餘應力，零（líng）件殘餘應力能得到徹底釋放，隨之零（líng）件變（biàn）形變小，零件質量提高。 

　　當然（rán），薄壁零件的形狀豐富，不可能通過某一種（zhǒng）具（jù）體的方法能（néng）解決這些問題，還需要具體問題具體分（fèn）析，這樣才能使薄壁零件的加工更加“精密”。