薄壁零件加（jiā）工精度要求？南京薄壁類零件加工哪家企業好？
一：幹貨分享（xiǎng） | 薄壁零件加工精度（dù）要求？
如今製造業中難加工（gōng）材料（liào）大量應用，其加工性能差與結構整（zhěng）體化帶來的結構複雜化（huà）和高材料去除（chú）率（lǜ），給薄壁（bì）複雜結構件加工帶來了巨大挑戰，對製造裝備、工藝技術等也提出了更高要求。特別是大型弱剛性曲麵結構件、薄壁回（huí）轉體類零件、薄型多麵體類等零件，在裝（zhuāng）夾技術方麵亟待突破（pò）。
薄壁零件加工的柔性工裝設計
航天類的薄壁複雜結構件具有弱剛性、形狀結構（gòu）相似等共（gòng）性特征，同（tóng）時型號種類呈現係列化發展（zhǎn）特點，如艙體和端框類，舵麵和（hé）翼麵類等，這些零件的定位和（hé）夾緊（jǐn）規律性強。薄（báo）壁整體結構在切削加（jiā）工中零件剛（gāng）性（xìng）隨大量（liàng）毛坯材料的去除（chú）而變（biàn）化，結構剛性低且複雜，因而客觀上要求加工中工件夾緊力要實時調整以適應零件整體動態剛度的變化;需要進行多點輔助支撐，以提高（gāo）加工部位的局部剛度，減少薄壁變形。
帶傳感器的（de）柔性工裝
綜合（hé）體現機電液一體（tǐ）化技術和多傳（chuán）感（gǎn）器信息融合技術的柔性工裝是近年來出現的先進裝備技術，柔性工（gōng）裝的技術特點是定位和夾（jiá）緊元件（jiàn）為通用（yòng）元件，可互換性好;定位夾緊位置可自適應調整;夾緊力大小、方向和夾緊順序可（kě）自動控製;驅動執行機構（gòu）為機電液一體化部件;應用位移、力和壓電傳感器元件。
柔（róu）性工裝技術可以（yǐ）使一套夾具滿足係（xì）列化（huà）多（duō）種尺寸規格的零件安裝要求，既具有機械式可調夾具和組合夾具的柔性，又具有特種（zhǒng）專用夾具的高效性，適用於數控加工設備，可以（yǐ）使高（gāo）速數控加工機床的性能得到更加充分的（de）發揮，大幅度降（jiàng）低（dī）輔助準備時間。
大型（xíng）曲（qǔ）麵結構件加工方法
大型（xíng）複（fù）雜鋁合金貯箱網格壁板是焊接成為（wéi）貯箱的基礎零件，壁（bì）板按結構不同，又可（kě）分為殼段壁板和筒段壁板（bǎn），不同型號的殼段壁板或筒段（duàn）壁板結構又各不相同（tóng）。根據設（shè）計要求，壁板在保持足夠（gòu）剛（gāng）度和強（qiáng）度的前提下需盡（jìn）量輕量化，所以其模型（xíng）存在（zài）獨特的結構特征。
壁板結構
壁板製造采用整塊（kuài）鋁製板（bǎn）材輥彎後（hòu）進行五軸銑削加工，整個加（jiā）工工藝（yì）係統和加工過程具有區別於其他常規結（jié）構件加工的特點（diǎn）,這些（xiē）特點主要包括：非規則蜂窩網格結構、凸台和口框等特征交錯（cuò）、整體相似與局部差異並存;宏觀大尺寸與局部變剛性特征（zhēng）相結合;多應力耦合條件下的複雜轉變規律，使得壁板發生（shēng）宏觀（guān）的翹曲（qǔ）變形以及不同網格位（wèi）置的局部變形加大了不（bú）同網格壁厚的不均勻性。
壁板真（zhēn）空吸附裝置
針對貯箱壁板高效高精加工需求，可以（yǐ）真空吸附裝夾技術，通過真空吸附夾具吸附裝夾零件（jiàn），使其受到均勻分布載荷的夾緊（jǐn）力，從而減少零件（jiàn）因夾緊力造成的變形，提高零件的（de）加工精度。真（zhēn）空吸附柔性裝夾（jiá）裝置的主要組成包括：壁板內型麵機（jī）銑加工（gōng）大型真空吸附（fù）裝置（zhì）、外（wài）型（xíng）麵機銑加工大型真空吸附裝置、真空發生係統、平台一體化控（kòng）製係統。其中，真空吸附裝置的（de）主要組成包括鑄（zhù）造形胎（tāi）、轉臂（bì）氣缸和（hé）真空吸盤、閥塊模組（zǔ）、壓力傳感器、真（zhēn）空管路、快速接頭、手動截止閥、密封條等組成。
真空發生係統的（de）主要功能（néng）是提供持續、穩定的氣壓差，確保吸盤能夠牢靠的吸住工件。真空發生係統的組成包括：真空泵、消音器、電磁壓差真空閥、高真空隔膜閥、真空阱、高真空手動蝶閥、真空表、控製係統等，真空（kōng）發生係統中重要的性能參數是其所能獲得的極限真空（kōng）度和（hé）對容器的有效抽（chōu）速。
薄壁回轉體類零件加工
艙體、端（duān）框（kuàng）等結構件屬於典型薄壁回（huí）轉體類零件，這類結（jié）構件的數控銑削加工（gōng）柔性工裝可用於零件周向孔、槽、口框、型腔的銑削、鑽削與鏜削加工，而長度方向和直徑方向的（de）夾持範圍（wéi）均可在一定範圍內調整，工裝係統夾緊力範圍也可調，從而適（shì）應多品種相似結構產品的裝夾需（xū）求，其外圓車削夾具、內腔與端麵車削夾具均具備軟爪卡盤（pán）裝夾功能，以適應薄壁結構的（de）小變（biàn）形裝夾需求。
傳統裝夾條件（jiàn）下，薄壁回（huí）轉體類零件多采用機械壓板、悶蓋的組合裝夾方式，裝夾時（shí）間長（zhǎng），裝夾可靠性完全依靠工人態（tài）度和（hé）工（gōng）作規範性，夾緊（jǐn）力大小和一致性（xìng）無法保證。根據薄壁回轉體類零（líng）件特征設（shè）計（jì）液壓柔性工裝（zhuāng）係統，形成軸向夾緊位置可調（diào），夾緊與浮動支撐結合（hé），多點自動定心的柔（róu）性夾緊技術，從（cóng）而滿足不同直徑和不同長度的回（huí）轉體類（lèi）零件夾緊需求。
薄壁（bì）回（huí）轉零件銑削加工柔性（xìng）工裝
多類型號的艙體、端框等（děng）薄壁回轉體類結構件（jiàn）均可采用同一套夾具裝夾，柔性夾具的軸向行程徑向行程均可以調整，軸向夾緊位置可以隨艙體外形加工（gōng）的位置而改變，解決加工幹涉問題。通過液壓站控製係統壓（yā）力和夾（jiá）緊力大小，采用有限元仿（fǎng）真分析不同夾緊力（lì）條件（jiàn）下（xià），零件裝夾（jiá）變形情況，從而確定（dìng）最優夾緊力（lì）。夾具底部采用360度轉台，能夠實現艙體等回轉體類（lèi）結構件不同（tóng）位置的旋轉和加工。
薄壁件外圓夾持（chí）示意
在（zài）艙體類零件的外圓與內腔加（jiā）工中（zhōng），六爪或八爪卡盤（pán）特別設計適於薄（báo）壁（bì）件和（hé）易變形（xíng）工件的多點夾持（chí）。多爪卡盤基爪兩兩相連可浮動向心夾緊，這樣使多個夾（jiá）緊點的力方向皆指向中心，保證工（gōng）件不易變形。同時，此種設計使得在（zài）卡盤上直接使用傳統卡爪成為可能，並兼具（jù）離心力補償。
薄（báo）型多麵體類零件加工
薄（báo）型多麵體類零（líng）件一般有（yǒu）較高的空氣動力學要求，因此結構設計複雜，表麵加工質量要求較高。這類結構件以多斜麵為主，結構複雜，刃口部位局（jú）部最薄壁厚不（bú）足0.5mm，零件（jiàn）材料（liào）去除率（lǜ）達70%以上，典型零件對象（xiàng）包括（kuò）舵麵、翼（yì）麵、罩板等。
傳統裝夾模式下，針對薄型多麵體類零件舵采用（yòng）機械壓板夾緊，裝夾時間長，裝夾可（kě）靠性完全依靠（kào）工人（rén）經驗和工作（zuò）規範性，夾緊力（lì）大小和一致性無法保（bǎo）證。根據薄型多麵體類零件特征設計液壓柔性工裝係統，通過合理分布夾緊點，結合自（zì）動壓緊和壓緊力控製，形成適用於多種型號舵麵、翼（yì）麵類零件的柔性工裝係統。
舵翼類在（zài）加工過程中（zhōng）需要進行（háng）兩麵加工（gōng），因此需要設計兩套柔性工裝係統來分別完成正麵和反麵（miàn）的加工，結構示意（yì）圖如圖5所示。以翼（yì）麵零件為翼麵（miàn）零件毛坯正麵夾緊采用六個液壓轉角下壓油缸完成（chéng）六個位置壓緊，毛坯放置底座采（cǎi）用挖空設計，防止在零件加（jiā）工時底座幹涉（shè）。通過液壓站控製係統壓力控製六個夾緊點夾（jiá）緊力大小，采用有限元仿真分析不（bú）同夾緊力條件下，零件裝夾變形情況，確定最優夾緊力。
在完成正麵加工後，利用正麵夾緊工藝搭子，反麵夾緊采用六（liù）個液壓轉角下壓油缸完成與（yǔ）正麵相同的六個位置壓緊，毛坯放置底座采用挖空設計，防止在零件加工時底座幹涉。
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薄（báo）壁筒類零件的加工方法：
薄壁件目（mù）前一般采（cǎi）用數（shù）控車削的方（fāng）式進行加工，為（wéi）此要對工（gōng）件的裝夾、刀具幾何參數、程序的編製等方麵進行試驗，從而有效（xiào）地克服（fú）了薄壁零件加工過程中出現的變形，保（bǎo）證加工精度。影響薄壁零件加工精度的因素（sù）有很多，但歸納直來（lái）主（zhǔ）要有以下三個方麵：
(1)受力變形
因工件壁薄剛性很差，車削是裝夾不當在夾緊力的（de）作用下容易產生變形，從而因（yīn）為切削力及重力影響使工件（jiàn）發生彎曲變形從（cóng）而影響工件的尺寸精度和形狀精度。
(2)受熱變形
因工（gōng）件較薄散熱性能（néng）較差，在切削熱的作用下會引起工件熱變形或膨脹，使工件尺寸難於控（kòng）製。
(3)刀具磨損
由於薄壁（bì）工件較長一次走刀時間很長（zhǎng）因此在切削過程中受振使刀具磨（mó）損較大從而影響工件的尺寸精度（dù）。
（4）跟（gēn）刀架及中心架的使用
車超薄（báo）壁件時由於使用跟刀架，若支承工件的兩（liǎng）個支承塊對零件壓力不適當，會（huì）影響加工（gōng）精度。若壓力過小或不接觸，就不起作用，不能提高零件的剛（gāng）度：若壓力過大，零件被壓向車刀，切削深度增加，車出的（de）直（zhí）徑就小，當跟刀架繼（jì）續（xù）移動後（hòu），支承（chéng）塊支承在小直徑外圓處，支承塊與工件脫離，切削力使工件向外讓開，切削深（shēn）度減小，車出的直徑變（biàn）大，以後跟刀架（jià）又跟到大直徑圓上，又把工件壓向車刀，使車出的直徑變小，這樣（yàng）連續（xù）有規律的變化，就會把（bǎ）細長的工件車成（chéng）“竹節”形。造成機床、工件、刀具工藝係統的剛性不良給切削加工帶（dài）來困難，不易獲得良好的（de）表麵粗（cū）糙度和（hé）幾何精度。
（5）同軸度難（nán）保證
工件內孔由深孔完成後，再精車外圓，深孔加（jiā）工中難免有橢圓、錐度以及跳動（dòng）等因素，影響外圓同軸度和跳動。
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薄壁零件加工工藝實例講解
為解決鋁合金薄壁零件在機械加工中由於（yú）變形影響零件的尺寸、形（xíng）位公差的問題，以高速、低進刀、低切深（shēn）的加工方法，通過一次裝夾完成零件（jiàn）全部關聯（lián）尺寸的加（jiā）工，從（cóng）而降低零件在（zài）加（jiā）工過程（chéng）中由切削力過大而（ér）引起的（de）變形，避（bì）免加工基準與設計基準不能重合產生（shēng）的（de）誤差，提高零件（jiàn）的尺寸精度和形（xíng）位精（jīng）度（dù）。
1. 問題的（de）提出
在（zài）零件的機械加工過（guò）程中，常常會由於內應力而產生變形，尤其是有色輕金屬如鋁、鎂合金的（de）加（jiā）工。內應力引起的翹曲、側彎和扭曲等形式（shì）的變形（xíng）頻繁出（chū）現，會嚴重影響零件（jiàn）的加工質量及加工效率，特別是對於薄壁、薄板類（lèi）零件表（biǎo）現得尤為突（tū）出（chū）。如何最大限度地減少或消除零件的變形（xíng），保證產品質量及生產效率，多年來一直是我們研究的課題。
2. 原因分析
為提高鋁合（hé）金的加工和使用性能，在加工前需要通過熱處理（淬（cuì）火處理+時效處（chù）理）的途徑提高強度。材料在淬火過程中產生很大的內應力，時效過程不能（néng）完全釋放淬火過程中產生的內應力，在後續的機械（xiè）加工過程中，新的切削應力產生，隨（suí）著材料的不斷去除，內應（yīng）力的平衡狀態被打破，內應力重（chóng）新分布，直至達到新平衡過程而（ér）產生變形，使零件失去應有的加工精（jīng）度。而且當零件表麵的應力超過（guò）材料的強度極限時，還（hái）會產（chǎn）生裂紋。
3. 解決辦法
針對以上原因，對於（yú）鋁（lǚ）合金薄壁、薄板類零件采（cǎi）用“套材”法進行加工。“套材”法就是一次裝夾（jiá）完（wán）成（chéng）所有尺寸加工後，再將零（líng）件從毛坯中掏出的加工方法。套材過程包括（kuò）銑上麵→粗銑內腔→粗銑外形→精銑外形→精銑內腔→精銑（xǐ）底（dǐ）麵→點（鑽）孔→切斷等工（gōng）藝。由（yóu）於整個過程是在一次裝夾中完成的，在（zài）切斷之前，由於零件與毛坯材料底麵連接，所以內應力（lì）的產生不（bú）會造成零件有較大變形，在整（zhěng）個過程中零件尺寸穩定。在切斷時，需要讓毛坯材料與零件材料在（zài）底麵有（yǒu）0.1mm粘連（lián），以保證在整個（gè）“套材”過程中零件有足夠的強度抵（dǐ）抗加工過程中產生的切削應力。
將零件從毛坯（pī）中（zhōng）切下後，零件雖由於應力釋放而發生變形，但是零件上各相對尺寸不會改變，隻（zhī）需要增（zēng）加校（xiào）正工序校平底麵所有尺寸（cùn）、形狀均可（kě）恢複正確。
4. 應用實（shí）例
如圖1所示為鋁合金薄板零件，我們應用“套材”法進行加工，方法如下：
（1）工（gōng）藝過（guò）程製定：由於零件最終厚度為2mm，在下料機加工過程中容易產生應（yīng）力，發生變形，根據其結構特點，具體加工工藝流程為下料→時效→銑基準→磨基準→去毛刺→銑外形（“套材”法加工）→去毛刺→校正→檢驗→入庫。通過時效工序消除下料過程中產生的應（yīng）力；通（tōng）過銑基準、磨基準（zhǔn）工序，保證基準（zhǔn）平（píng）麵與夾（jiá）具定位麵完全接觸，定位（wèi）準確可靠，從而保證（zhèng）銑（xǐ）外形工序（xù）中厚度方向（xiàng）的所（suǒ）有尺寸。由於這兩（liǎng）道工序屬於見光加工，所以在此（cǐ）過程中產生的微小應力引起零件的變形量不會影（yǐng）響加工尺寸；通（tōng）過銑外形（“套材”加工）完（wán）成（chéng）零件所有尺寸加工；通過去毛刺工序去除加工過程中產生（shēng）的各種毛刺、飛邊（biān），保證後續加工定位精準；通過（guò）校正工序校正由於大餘量加工後零件產生的變（biàn）形；檢驗工序檢驗零件所有尺寸與圖樣要求的符合性；最（zuì）後入庫提（tí）交。
（2）毛坯尺寸確（què）定：毛坯長度
式中，H毛坯為毛（máo）坯厚度；H零件為零件總厚度。
（3）裝夾方（fāng）式確定：由於零件外（wài）形尺寸較小，采用組合夾具，以底麵定位，壓住零件（jiàn）邊沿即可（見（jiàn）圖2）。壓板必須均勻分散在毛坯的周邊，保（bǎo）證整個加工過（guò）程中零件底（dǐ）麵與夾具緊密貼合。壓緊位置必須在刀路邊界之外，避免在加工過程中銑刀壓板。
1.零件輪廓 2.刀具 3.毛坯邊界4.刀路邊界 5.壓板
（4）“套材（cái）”過程實施：
①刀具的選（xuǎn）用。為在套材過程中減少零件（jiàn）變形量，在保證加工效率的（de）前提下，盡量選（xuǎn）用直徑小的刀具。刀具（jù）越小，加工過程中的（de）切削力就越小，產生的應力也越小。本零件加工（gōng）選用φ 6mm立銑刀。②切削用量的確定。為減少切削力，按高轉速、高進給和小切深的原則選用切削用量。根據加工現場機床的剛性和最高工作轉速，選擇轉速S=4 000r/min，進給速度F=1 000mm/min，徑（jìng）向切深= 50%D刀（dāo）具，軸向切深（shēn）0.2mm。
③程序的編製（zhì）。銑外形在銑加工中心上進行，利用編程（chéng）軟（ruǎn）件按照零件圖樣建立數字（zì）模型後按“套材”法包含過程中的（de）刀路順（shùn）序編製數控（kòng）程序，編程過程中按前述選擇刀具和切削用量（見圖（tú）3）。
（5）實施效果：通過實際加工驗證（zhèng），校正後的零件所有（yǒu）尺寸（cùn）均滿足圖樣要求。銑外形工（gōng）序實際加工時間為33min，滿足批生產（chǎn）要求。
5. 結語
“套材”法目前已經在我廠鋁合金結構（gòu）件批生產加工中廣泛應用。不僅提高了加工效率和產品質量，而（ér）且因為是一次裝夾完成所有尺寸加工，從而避免了設計基準和工藝（yì）基準不重合而引起的誤差，避免因尺寸鏈換（huàn）算而（ér）壓縮公差，簡化了工藝規程製定過程和零件的加工過（guò）程。
南京薄壁類零件加工哪家企業好？百（bǎi）度下：南（nán）京糖心影视（jiàng）精密加工中心
