薄壁件加工变形因素综合分析
薄壁零件的机械加工工艺分析
薄壁零件的机械加工工艺分析1. 引言1.1 背景介绍薄壁零件是指壁厚较薄，形状复杂的零件，通常用于汽车、航空航天、电子等领域。
随着现代工业的发展，对薄壁零件的需求越来越大，但是薄壁零件的加工过程中容易产生变形、残余应力等问题，给加工工艺提出了更高的要求。
薄壁零件的加工难度主要体现在以下几个方面：一是薄壁零件在加工过程中容易变形，特别是在切削加工过程中会出现振动、共振等问题；二是薄壁零件在加工过程中很容易产生残余应力，影响零件的精度和稳定性；三是薄壁零件通常要求加工精度高，加工表面要求光洁度要求高。
对薄壁零件的机械加工工艺进行深入研究和分析，对提高零件加工质量和效率具有重要意义。
本文将通过对薄壁零件的加工特点、机械加工方法、加工工艺优化、加工设备选择和注意事项等方面进行分析，希望能为薄壁零件的加工提供一些参考和帮助。
1.2 研究目的薄壁零件的机械加工工艺分析本文旨在探讨薄壁零件的机械加工工艺，通过对薄壁零件加工特点、机械加工方法、加工工艺优化、加工设备选择以及加工注意事项等方面进行深入分析，以期为相关行业提供一定的参考和指导。
薄壁零件因其结构特殊、加工难度大、容易变形等特点，在实际生产中存在一定的挑战。
通过对薄壁零件的机械加工工艺进行研究分析，可以帮助企业更加有效地解决加工过程中所面临的问题，提高生产效率、降低生产成本，提升产品质量和市场竞争力。
研究目的的关键在于深入了解薄壁零件的加工特点和加工工艺，找出存在的问题并提出解决方案，为制造工程技术人员提供可行的指导意见和建议。
通过本文的研究，希望能够为薄壁零件的机械加工工艺提供更加系统和全面的分析，为相关领域的技术人员提供参考和借鉴，推动薄壁零件的机械加工技术不断创新和提升。
1.3 研究意义薄壁零件在机械加工领域中起着重要的作用，其加工工艺的优化对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
由于薄壁零件的特殊性，其加工过程中容易出现变形、裂纹等问题，因此需要对其加工进行深入研究和优化。
数控加工薄壁零件的变形分析及控制
１ 薄壁零 件 的Ｊ ｊ ｎ － ｒ 误差
影响零件加工误 差的因素见图 １ 。
机 床 刀翼 工 件
／ ｌ ． ￣ ｍＫ ，
，
＼
虞
ｏ
囊 囊摄＼
窒盎 ＝ ＝ 二 － 加
— — 丁 二
— —广 Ｌ
磊
图 ２ 薄 壁 框 类 零 件 加 工 简 化 示意 圈
圈 １ 影响零件加工精 度的因素
用这 种修理 ， 可 以取消 中修 ， 简化修 理层次 ， 修理速度快 ， 质量 高， 因而大 大提高选矿设 备完好率和使用率 ， 增加企 业的经济效益 ， 也为专业化 维 选矿 设备经常处 在粉 尘浓度大 、 潮湿 、 泥 浆等恶劣 环境下高 负荷设 备工作， 要想使其经 常保持 良好 技术状 态和工作状 态， 就必须下大力气， 修 创 造 有 利 条件 。 另外， 要对 设备的操 作人员和维修人员进 行设备操作技 能培 训及设 加强设备的维护 与保 养， 最大限度的发挥设备的使用价值。维修工作要 备的保养维修技能培训 。 随着矿 山企业的不断发展壮大 ， 新技术、 新设备 以可靠性的理论 、 及 时的状态 监测 、 准确 的故障诊断为基础， 要坚持点检 给 设备的管理和使用提 出了更高的要求 ， 维修 人员和 设备 制的设备维修 管理方法 ， 采用 数据 说话、 标准作业 、 趋势分析 ， 通过 点检 的大量投入 ， 更新知识， 才能更好 的使用和维修好设备 。 定修数据积 累， 分析出设备零 部件失效的规律， 不断总结经验， 改进和完 操作人员必须提高素质 ， 善技术标准 ， 做到设备故障早 发现 、 早排除 ， 把 隐患消灭在萌芽状态 ， 降 ４ 结 语 低设备故障率 维修 设备时， 要按照设备的性质， 和重要程度， 实行事后 选 矿 设 备 主 要 的 磨 损 ． 是 设 备 在 一 定 使用 强 度 和 使 用 时 间 长度 下 ， 维修 、 预 防维修、 生产维修 、 状 态维修等模式相结 合， 对设备故障 薄弱环 在外力的作用下实体产生的磨损 、 变形和损 坏的集 中表现。为了减少磨 节， 坚持逢修必改， 杜绝故障重复发生。在高负荷、 强冲击 、 高温环境下使 损， 就要选择合 理的生产工艺和性能优异的设备， 在科学的管理下， 让设 用的设备中， 要改变使用的润滑油类型 ， 以提高轴承和运动装置抗冲击 、 备发挥最大的使用 价值 ， 为企业创造更大的经 济效益 。 耐负荷 、 耐高温能力， 以减 小磨损 ， 延长使用寿命。对于重要的齿轮 ， 要改 润滑脂润滑为 自动喷油润滑 ， 润滑油在压缩空气作用下 ， 吹成微 小颗粒 ， 参考文献 喷射到设备摩擦部位上 ， 可 以保证润滑油膜的均匀 、 连续 ， 同时可 以清除 【 １ ］ 季 景强， 选矿 设备 的振荡 、 磨 损与 维护啪． 中国新 技术 新产 品 ， ２ ０ １ １ ， １ ６ ） 摩擦部位表面 的污物 ， 有效的减小磨损 。对于低速 、 重载 的轴和瓦 ， 可以 （ 采用从轴下方高压喷油润滑 ， 高压油 的喷入 ， 形成可靠 的油膜 ， 托起 转动 【 ２ １ 冶玉清 ． 关于采 选矿及 化工机械 设备保 养措施 的研 究【 Ｊ 】 ． 科海 故事博 的轴 ， 减 小轴与瓦的接触， 避免了磨损发生 。总成互换修理法是 目前公认 览 ： 科技 探 索 ， ２ ０ １ １ ， （ １ ０ ） ． 的现场维修最佳方法 ， 是将磨损 的零部件拆下 ， 用 新品修 复进 行更换 ， 替 【 ３ 】 王绍平 近 年来我 国选矿技术发展回顾【 Ｊ 】 ． 现代矿业 ， ２ ０ １ ０ ， （ ６ ） ． 换下来的零部件在经济合理 的情 况下修复， 检验合格之后再做利用。采
基于有限元的薄壁件加工变形分析
3
实验验证方案
根据模拟结果，设计实验方案，包括加工参数、 工装夹具等，确保实验的可靠性和可重复性。
实验结果分析
变形量测量
01
通过测量薄壁件加工后的变形量，如挠度、扭曲等，验证有限
元模型的准确性和可靠性。
应力分布分析
02
分析薄壁件加工过程中的应力分布情况，研究加工参数对应力
分布的影响，为优化加工工艺提供依据。
壁件变形分析的通用性和普适性研究。
同时，现有的研究主要关注静力平衡状态下的变形分 析，而忽略了加工过程中的动态效应和残余应力的影
响。
研究内容与方法
研究内容
本研究旨在建立基于有限元的薄壁件加工变形分析方法，实现不同工艺和不同材料薄壁件的变形预测 。研究内容包括：建立有限元模型、模拟加工过程、预测变形情况、优化加工工艺和验证分析结果。
工艺优化方案
根据实验结果和分析结论，提出工艺优化方 案，减少变形量，提高加工精度和效率。
06
结论与展望
研究结论
01
02
03
04
薄壁件加工变形的主要原因是 材料特性和加工工艺参数，如
温度、压力等。
通过有限元分析，可以准确地 模拟和预测薄壁件的加工变形 ，为优化工艺参数提供依据。
针对不同材料的薄壁件，需要 采用不同的加工方法和工艺参
传统加工方法难以保证薄壁件的加工精度和质量，因此需要研究薄壁件的加工变形 分析方法。
基于有限元的方法是一种有效的数值分析方法，可以模拟薄壁件的加工过程，预测 其变形情况，为优化加工工艺和提升产品质量提供理论支持。
研究现状与问题
目前，基于有限元的方法已广泛应用于薄壁件的加工 变形分析。
然而，现有的研究主要集中在某一特定工艺或特定材 料的薄壁件变形分析，缺乏对不同工艺和不同材料薄
薄壁零件加工变形分析及控制方案
0引言薄壁零件在设备中的应用都是在核心部位，其质量以及性能的会关系到设备的应用效果。
再加上薄壁零件在加工制作的过程中需要对其外壁进行不断的打磨，以使其达到薄壁的要求，但这就导致了资源的浪费，这与我们现代社会提倡的“绿色生产”相违背。
为了相应这一号召，就必须对生产的工艺以及过程进行分析，探究新的技术，实现薄壁零件的最优生产。
1薄壁零件的介绍薄壁零件顾名思义就是零件的壁厚较薄，一般为轮廓尺寸的二十分之一。
最重要的是其有强度高、承载性强等优点，受到了很多行业的追捧。
在航天产品以及汽车制造工业中，其具体的特点有以下几点，一是结构复杂，在很多的大型产品中应用，为了减轻产品整体的重量，会增加很多的复杂设计，因此故意忽略了装夹定位，导致零件结构复杂。
二是壁薄，尤其是对于一些精密产品来说，需要零件的壁更薄，并且不适合集中粗放生产，这就相应的增加了零件的生产时间，进而使得提高了制造成本。
三是精准度高，薄壁零件要适应设备的制造的需求，就必须提高自身的精确度，为此从毛坯加工到成品需要多道工序，而且在加工的过程中极易出现变形的情况，甚至会导致零件报废。
这增加了制造企业的经济负担，延误了买家的使用也对零件生产企业的形象造成了破坏。
四是制作材料多，为了使用不同产品生产的需求，薄壁零件在加工的过程中会应用到多种材料，例如塑料、钛合金等等，不同的原材料对工业的需求也有差别。
2薄壁零件的加工变形原因2.1残余应力因素薄壁零件中的残余应力是有两个方面组成的，一部分是毛坯残余应力，另一部分是加工过程中的残余应力。
例如在钛合金加工的过程中需要加热使得材料软化，导致了残余应力的产生，应力的释放会造成零件的变形，进而影响零件的质量。
2.2工件装夹因素为了应对加工的过程中零件出现的位移现象，技术人员会利用工件装夹对零件进行固定。
但是工件装夹产生的力也会对零件生产的精准度造成一定的影响。
因此，技术人员在设定工件装夹是要将其松紧调整到最优的模式。
浅析薄壁零件加工中变形振动分析和消振措施
薄壁零件加工中变形振动分析和消振措施摘要：车削过程中，工艺系统由于受到各种力的作用，工件和刀具之间常会发生相对振动。
它不仅使加工表面产生波纹，严重恶化加工精度和表面质量。
特别是最后一刀精车，当切削速度提高，常常会发生刺耳的响声，使车削无法继续加工下去。
所以，在加工薄壁零件中，不仅要考虑装夹中工件受力变形的问题，还要注意解决加工中振动问题关键词：薄壁零件加工变形振动措施车削薄壁零件在加工中很容易出现问题，如果我们在加工中善于总结经验，就能在加工中找出它的共性、个性和矛盾突出点。
变被动为主动。
从而才能够加工出合格的产品。
要想解决薄壁零件加工中出现的问题，我想从以下几个方面来加以分析。
一、薄壁零件装夹分析1、薄壁零件的加工特点薄壁零件以日益广泛地应用个工业部门生产机器零件中，车削薄壁零件的关键是变形、振动问题。
工件产生变形振动的原因大多是由于切削力、夹紧力、定位误差和弹性变形。
其中影响最大的是切削力和夹紧力。
我们在实践过程中减小切削力和切削热主要采取方法是：合理地选择切削用量、合理地选择刀具几何角度、减小夹紧力引起的变形，主要改变和改善夹紧力对零件的作用。
2、车削薄壁零件时采用的装夹方式以上讲的薄壁零件加工特点是车削中变形和振动问题。
由于薄壁零件的刚性差，车削中容易变形。
所以在装夹时要考虑到夹紧力的方向和着力点。
夹紧力的方向应选择在有利于减小夹紧力的部位。
如薄壁零件为套类，则可将径向夹紧力改为轴向夹紧力；薄壁零件为盘类，则可该轴向夹紧力为径向夹紧力；当薄壁零件径向和轴向刚性都很差时，保证夹紧力方向与切削力方向一致，就能使较小夹紧力起到较大夹紧力的作用。
还要夹紧力着力点应落在支承点正对面和切削力部位的附近以减小变形振动。
二、减小薄壁套装夹中变形的措施1、合理确定夹紧力的大小、方向、作用点。
粗、精车加工分开，当粗精车加工使用同一夹具时，粗加工余量大，切削力大。
因而需要较大的夹紧力。
而精车时余量小，切削力小，所需要的夹紧力也就小。
薄壁零件加工中存在的问题
薄壁零件加工中存在的问题在薄壁零件加工中，可能会面临一些常见的问题。
解决这些问题需要仔细分析每个步骤，并采取相应的措施。
以下是一些可能存在的问题和解决建议：1.变形问题：原因：薄壁零件在加工中容易发生变形，主要是由于切削力引起的材料内应力释放。
解决方案：选择合适的切削参数，采用适当的刀具，减小切削力。
可以考虑采用工艺补偿或者后续的校正工序。
2.毛刺和切屑：原因：薄壁零件的切屑很容易残留在切削区域，形成毛刺。
解决方案：采用适当的切削速度和进给速度，选择合适的切削刃具。
可以考虑添加冷却液以减少热影响，避免切削区域积聚切屑。
3.表面质量问题：原因：薄壁零件的加工可能导致表面粗糙度增加或表面平整度降低。
解决方案：使用高精度的加工设备和刀具。
确保刀具磨损良好，避免振动和共振问题。
定期检查和维护设备。
4.工艺稳定性问题：原因：薄壁零件的加工可能受到环境温度、湿度等因素的影响，导致工艺不稳定。
解决方案：控制加工环境的温湿度，采用合适的工艺参数。
在加工之前，对材料和设备进行预热，确保加工过程中的稳定性。
5.材料选择问题：原因：不同的材料对于薄壁零件加工的难度不同。
解决方案：在设计阶段选择适合加工的材料，考虑材料的强度、塑性等特性。
必要时，进行材料热处理以提高加工性能。
6.加工成本问题：原因：薄壁零件的加工可能涉及到高难度的工艺，导致加工成本增加。
解决方案：寻找合适的工艺和设备，优化刀具选择和切削参数，以降低加工成本。
考虑批量生产以提高效益。
通过综合考虑材料、工艺、设备和人员等因素，可以有效解决薄壁零件加工中可能出现的问题，提高加工质量和效率。
铝合金薄壁件加工变形控制
铝合金薄壁件加工变形控制一、引言铝合金薄壁件广泛应用于航空、汽车、电子等领域，因其具有轻量化、强度高、耐腐蚀等优点。
然而，在加工过程中，铝合金薄壁件容易发生变形，影响其精度和性能。
因此，如何控制铝合金薄壁件加工变形成为研究的重要方向。
二、铝合金薄壁件加工变形原因1.材料本身的性质：铝合金具有低的弹性模量和高的热膨胀系数，容易受到温度变化和应力影响而发生变形。
2.加工方式：冲压、拉伸等加工方式会产生内部应力，导致铝合金薄壁件发生弯曲或扭曲。
3.模具设计：模具的设计不当会使得材料分布不均匀，导致局部过厚或过薄区域出现，从而引起变形。
三、铝合金薄壁件加工变形控制方法1.材料选择：选择抗拉强度高且弹性模量低的铝合金材料可以减少变形。
2.加工方式优化：采用多工序加工、减小冲压力度、降低拉伸速度等方式可以减少内部应力，从而减少变形。
3.模具设计优化：合理设计模具结构，增加支撑点，避免过度变形等方法可以减少变形。
四、铝合金薄壁件加工变形控制实践1.材料选择：选择抗拉强度高的6061-T6铝合金材料进行试验。
结果表明，该材料相较于普通铝合金材料能够有效降低变形。
2.加工方式优化：采用多工序加工、缩短冲压时间、降低拉伸速度等方式进行试验。
结果表明，这些方法能够有效减少内部应力和变形。
3.模具设计优化：采用增加支撑点、增加模具刚度等方式进行试验。
结果表明，这些方法能够有效避免过度变形。
五、结论通过以上实践和研究，我们可以得出以下结论：1.选择抗拉强度高且弹性模量低的铝合金材料可以减少变形。
2.采用多工序加工、缩短冲压时间、降低拉伸速度等方式可以减少内部应力和变形。
3.合理设计模具结构，增加支撑点，避免过度变形等方法可以减少变形。
六、展望随着科技的不断进步，铝合金薄壁件加工变形控制的研究将会更加深入。
我们可以通过模拟分析、人工智能等方式来预测和控制铝合金薄壁件的变形，从而进一步提高其精度和性能。
薄壁零件加工变形的分析
薄壁 零件 加 工 变形 的分 析
韩 啸
（ 原 重 工 油 膜 轴 承 分 公 司 ， 山 西 太原 太 ００２） ３ ０ ４
摘 要 ： 过 对 轧机 油膜 轴 承 衬 套 实 际加 工 案 例 的 分 析 ， 出 了影 响 薄 壁 零件 加 工 质量 的 ３个 主 要 因素 ，即夹 紧 通 指
尺寸公 差＜ Ｏ ０ ． ５ｍｍ， 同轴度 ＜Ｏ ０ ． ２ｍｍ， 表面 粗糙度 Ｒ ＜ Ｏ８ ａ ． ｍ， 这更增 加 了该零 件 的加 工难 度 。为 了解 决 产 品加工 质量 问题 ，本 文分 析 了影 响零 件变形 的几 个 主要 因素 ，并提 出 了相 应 的对策 。 １ 夹 紧力 对工件 加工 精度 的影响
力 、 切 削 力和 切 削热 ，并 提 出 了解 决 的 办 法 。 关键 词 ： 薄壁 零件 ；加 工 变 形 ；油 膜 轴 承 衬 套 ； 夹 紧 力 ；切 削力 ；切 削热
中 图 分 类 号 ：Ｔ ６ ． Ｈ１ １ １ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
０ 引 言
决 这个 问题 的办法 ，即改变零 件原 始 的装 卡方式 。从 热处理 后 的精 车开 始 ，就设法 在 以后每 道工序 的装卡 时使 零 件尽 可能地不 承受 径 向力 。为此 为每道工 序设
图 １ 工 件 夹 紧 示 意 图
／
２ 切 削力对 工件 加工 精度 的影 响
在 切削 加工 时 ，使 零件 产生 变形 的力 主要 是径 向 切 削 力 ，零 件在 加工 中所受 径 向切削力 的大 小与所 用 的刀具 及车 削用量 等有 直接关 系 。应尽 可能选 择 主偏 角 大 的刀具 ， 主偏角 为 ９。 但 Ｏ 的刀最 好 不要选用 ， 因为 主偏 角为 ９。 Ｏ 的车 刀在 切削 过程 中虽 然径 向切 削分 力 几 乎 为零 ，但这 种刀极 易产 生扎 刀现 象 ，刀 具 的主偏
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
３残余应力对变形的影响及措施
３．１ 残余应力产生的原刚州
（１）热塑变形效应。高速切削过后产生的切削热使表层收缩多，里层收缩少。表层的收缩受里层
的牵制，因而表层存在张应力，里层存在压应力。
（２）里层金属弹性的恢复。已加工表面形成之后，因刀具的作用力消失。弹性变形趋向复原，但
受到表层金属的牵制，因而在表层造成应力状态。
先进制造技术
３９
刀方式以减少垂直分力对腹板的压力；（４）保证刀具处于良好的切削状态。当然，该方法仅在走刀路径 方面进行优化，还需结合其它方法（如使用真空夹具等）进一步控制加工变形。 ２．４ 基于有限元分析的变形模型
本文运用有限元分析结合受力模型进行变形模拟，以侧壁为例。模拟过程如下【６】：在刀具进给方向 某一位置，假定刀具轴线固定，并以一定的角度增量妒旋转。在每一旋转位置，经过有限元分析计算均 可计算出相应位置节点的变形。这样，经过”次旋转，共旋转西角，这一轴线上所有位置节点的变形便 全部得出。然后，刀具沿进给方向前进到下一轴线位置，重复上述计算过程，直至工件的最边缘，这样， 被加工工件的变形便全部被记录下来。必须注意，由于让刀现象，计算变形的过程中要通过迭代完成， 直至满足收敛条件为止。 ２．５ 基于有限元技术的数控补偿模型
，分层对称加工不仅切削力小，能减小加工变形，而且能使应力分布均匀化，同时可以采用大径向切 深、小轴向切深加工并充分利用零件整体刚性，是一种有效而实用的侧壁加工工艺方法。
２．３ 切削力对腹板变形的影响及措施
图３为腹板变形示意图，在切削力的作用下，刀具和薄壁件的切削平面都不在正确的位置上。
实切削平面 计划的切削平面
６ 结论
本文分析了切削力对薄壁件变形的影响，并应用有限元技术模拟薄壁件变形，提出了相应的补偿措 施。另外简要分析了残余应力、切削热和夹紧力对薄壁件变形的影响，并提出了相应预防变形的措施。 实际上，薄蹙件的变形分析是一个复杂的过程，涉及到数控加工前期的工艺优化、有限元分析和加工方 法。为获得良好的加工质量，尽可能减小薄壁件的变形，在实际加工中应综合考虑这几个因素。
先进制造技术
３７
薄壁件加工变形因素综合分析★
王志刚¨何宁 武凯赵威
（南京航空航天大学机电学院，南京２１００１６）
摘要航空工业中广泛使用薄壁件，但是由于其加工工艺性差，在切削力、残余应力、切削 热、夹紧力等因素影响下，薄壁件易发生加工变形，不易控制加工精度和提高加工效率。本文 运用有限元技术，结合受力模型，对薄壁件加工中的受力变形进行了分析，并对薄壁件加工过 程中引起变形的其它因素进行了分析，并提出了相应预防变形的工艺措施。 关键词薄壁件，变形，切削力，残余应力，切削热，夹紧力，有限元
２切削力对薄壁件变形的影响及有限元分析
２．１ 切削力模型 为分析薄壁件变形问题，需建立受力模型、变形模型及数控补偿模型。而建立准确的受力模型是第
一步关键的工作。
图ｌ立铣切削受力模型示意图 加工薄壁件多用立铣，所以首先建立立铣切削受力模型，如图ｌ所示。立铣刀参与切削的部分为侧 刃、底刃和刀尖圆角半径。其中侧刃的受力模型经分析可采用Ｋｌｉｎｅ的平均力模型陋１。建模过程简述如 下：因为切削力的大小与切削厚度有关，为方便分析，在侧刃上将总的切削面积划分为许多如图１所示
５夹紧力对变形的影响及措施
５．１夹紧力的产生
夹紧力产生在工件与夹具的接触区域上。理想的夹具不应该产生任何变形，但是在许多情况下，由
于夹具的制造或设计不合理，工件在夹紧力作用下发生变形。如图４、５为夹具和薄壁件的简单示意图
以及变形示意图。
夹具
薄壁件
夹具
Ｆ
Ｆ
图４夹具和薄壁件的简单示意图
图５薄壁件在夹紧力作用下变形示意图
工件的切削平面
图３腹板变形示意图 Ｈａｒｕｋｉ ＯＢＡＲＡｔ４１等人提出的低熔点合金（Ｌｏｗ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ａｌｌｏｙ）辅助切削方案有效地解决了薄板的加 工变形问题。该方案指出，利用熔点低于１００℃的ＬＭＡ“Ｕ－ＡＬＬＯＹ７０”作为待加工薄板的基座，或者 将ＬＭＡ浇注入薄壁结构型腔，也可以将ＬＭＡ与真空吸管相配合组成真空夹具。该方法不仅可以加工 高精度的薄板，也可以加工高精度的侧壁。 对减小腹板的加工变形，文献ｐｌ中介绍的工艺方法也值得参考。其具体方法如下：（１）刀具轨迹避 免重复，以免刀具碰伤暂时变形的切削顽；（２）粗加工分层铣削，ｔＥ皮力均匀释放；（３）采用往复斜下
夹紧点的选择是达到最佳夹紧状态的首要因素。只有正确选择夹紧点后，才能估算出所需的适当夹 紧力。因此尽可能使夹紧点和支撑点对应，使夹紧力作用在支撑上，夹紧点选择应尽量靠近加工表面， 且选择在不致引起过大夹紧变形的位置。当工件上有几个方向的夹紧力作用时，还应考虑夹紧力作用的
先后顺序。对于仅为了使工件与支撑可靠接触，夹紧力应先作用，而且不宜太大；对于以平衡切削力的 主要夹紧力，应作用在最后。
（２）减少刀具热变形对加工精度的影响。 刀具的热变形主要因切削热引起。选用膨胀系数小的刀具可以减小刀具热变形对工件加工精度的影 响。
（３）减小工件热变形对加工精度的影响。 工件的热变形也主要由切削热引起，因此采用冷却性能好的水溶性冷却液进行冷却。 （４）减少切削热。 在二［：艺方案上，可采取在切削速度不变的情况下，适度加大走刀量，以及选用前角大的刀具来减少 切削热。
Ｃｏｒｎｅｒｉｎｇ Ｃｕｔｓ【Ｊ】．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＭａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅ．ｓｅａｒｃｈ，１９８２，２２（１）：７－２２
３
ＲＪ．Ｃｈｅｎｇ， Ｊ．Ｔ．Ｔｓａｙ ａｎｄ Ｓ．Ｃ．Ｌｉｎ．Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ Ｃｕｔｔｔｎｇ Ｆｏｒｃｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｉｎ Ｆａｃｅ Ｍｉｌｌｉｎｇ．
Ｃ—ｃ．Ⅳ ＾
薄 图２过切补偿原理示意图
如图２所示，薄壁件上端刚性较差，在切削力作用下容易产生弹性变形，Ａ，Ｃ两点分别移到彳’，ｃ 两点，刀具仅切除Ａ＇ＢＤＣ部分的材料。走刀过后薄壁弹性恢复，残留ＣＤＣ。部分材料未被切除，造成了 壁厚加工误差，因此薄壁件加工壁厚超差主要是由于让刀而少切了一块材料。若刀具能倾斜一个角度， 即刀具由ＤＣ位置向ＤＣ位置偏摆，则在工件最下端径向切深不变，而在工件最上端径向切深增量为万。 径向切深增大导致切削力的增大，进而变形增大，设刀具偏摆后加工中工件变形为万，。工件回弹后的 实际变形将取决于过切的程度与加工中工件变形的程度，若偏摆角度合适，过切与变形部分正好抵消。
（３）表层金属在切削热的作用下发生相变。高温时的奥氏体，冷却后变为体积比奥氏体大的马氏
体。因而表层金属膨胀．但受到里层金属的牵制。结果，使表层出现压应力，而里层存在拉应力。
３．２ 减小残余应力对变形影响的措施 （１）在刀具方面。在刀具耐用度允许的情况下，选用较大的刀具前角和后角。文献ｌＩ ｕＪ提出了残余
下：将切削力分解成垂直于刀具前刀面的法向力和刀具前刀面上的摩擦力，将某一瞬时处于切削区域内
所有的法向力和摩擦力分解到Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向，并与测量的切削力建立方程，通过求解可得到模型常 量，进而可建立得底刃和刀尖圆角半径部分的受力模型。 ２．２ 切削力对侧壁变形的影响及措施
由于切削力的作用，工件的侧壁会产生“让刀”变形。针对侧壁加工的变形特征，可以从两方面考 虑对其进行精度控制。其一为在常规铣削方式下，通过刀具或工件倾斜进行过切补偿：其二为利用高速 加工技术进行分层对称铣削来控制其加工精度。
工件局部过热，产生较大的残余应力。
（３）加工路线方面。在控制变形为首要考虑的前提下，可以采用１．２所述的对称铣削工艺技术。
４０
现代企业与先进制造技术高层论坛
４切削热对变形的影晌及其对策
４．１ 切削热产生的原因 在刀具的切削作用下，切削层金属发生弹性变形和塑性变形以及切屑与前刀面及后刀面之间的摩擦
都将产生热能。 切削速度对切削热的影响最为显著。实验证明，随着切削速度的提高，切削温度将明显上升。 进给量对切削热也有一定的影响。进给速度很高时，切削区的热量来不及传给工件，所以绝大部分
应力管理技术（ＲＳＭ），从不同的角度讨论减小残余应力的方法，对于刀具前角，该文指出，前角每增
加１度，切削温度及切削力会降低１０％。
，
（２）切削三要素的影响。文献ｎ¨指出加工时可以优先选用大的切削深度，适当的进给量，小的切
削速度来减小残余应力。文献ｌ“”指出，应该使用连续的进给，避免刀具在１１：＇－ｂ的某一位置停留，以防止
５．２ 减小夹紧变形影响的措施 对于薄壁件和其它一些工件很难找到合适的夹紧点，采取以下措施可有效减小夹紧变形【１３】。（】）增
先进制造技术
４１
加辅助支撑和辅助夹紧点；（２）分散着力点和增加压紧件接触面积；（３）利用对称变形；（４）对极 薄的工件，采用类似于１．３所述的低熔点合金（Ｌｏｗ ＭｅｌｔｉｎＩｇ Ａｌｌｏｙ）辅助切削方案。
刀具偏摆数控补偿技术，是在有限元分析基础上，根据模拟分析加工变形的大小，在数控编程时让 刀具在原有走刀轨迹中按变形程度附加补偿运动，补偿因变形而产生的变形。对侧壁加工，通过偏摆刀 具进行补偿，如１．２所示的过切补偿，在实际加工中可以通过有限元预先计算需要倾斜的角度，使变形 控制在要求范围之内：对腹板加工，则补偿轴向切深，同样可以通过有限元预先计算需要补偿的轴向切 深。通过数控补偿，可以将因变形而产生的残余材料切除，一次走刀即可保证薄壁件侧壁或腹板精度， 从而达到高效、经济、优质加工薄壁零件的目的。
进给量的局部优化法［７１与刀具偏摆数控补偿技术【８１均应用了有限元技术来建立零件的加工变形模 型，并分析处理加工过程中的加：［变形状况。
进给量的局部优化方法是针对恒定进给量提出的。因为零件某一表面上各部分的刚性不同，在同一 表面上的切削力的大小也会不同，受力变形情况也不一样。利用有限元分析软件进行分析后得到变形分 布图，可以看到有些位置的变形大，有些位置的变形小。进给量的局部优化就是在变形小的地方采用大 进给量，而在变形大的地方采用小的进给量．这样可以在保证变形量的同时，提高效率，减少成本。实 验研究表明，采用该方法在提高加工质量的同时可以节省约６０％的加：【时间。