异形薄片零件加工工艺研究
试析异形零件加工工艺及变形控制方案
试析异形零件加工工艺及变形控制方案摘要：本文主要从异形零件实际加工工艺与变形控制难点、初步确定工艺方案、异形零件实际加工工期间存在的现实问题入手，对异形零件实际加工工艺与变形控制开展了系统化的分析与研究，最后提出了最具科学性的异形零件实际加工工艺与变形控制优化方案，以从根本上提高异形零件实际加工工艺水平，实现对变形问题的有效性控制。
关键词：异形零件；加工工艺；变形；控制方案；前言机械化设计及制造过程中，涉及到具有一定特殊性用途的众多异形零件。
这些异形零件在结构上具有着一定的特殊性，如不规则的形状及较差的刚性等。
故在实际加工期间，与规则的外形零件加工存在着较大的差异性。
主要表现在：异形零件很难使用常用工装来装夹，需设计专用工装来装夹；异形零件实际加工期间，变形问题发生几率相对较高。
关乎需依据零件实际尺寸及热处理等各项技术不同要求，采取有针对性的变形控制措施及工艺路线，以更好地满足于图样的各种要求。
如图1所示，为某异形零件的案例。
该异形零件主要是针对16mm*110mm的深长槽实际加工期间，系统化研究变形工艺的控制方法。
从而能够切实地依据异形零件实际的加工标准及各项要求，择取到最佳的加工工艺实施方案与变形控制措施，切实地降低异形零件实际加工期间出现变形等质量问题的概率，从根本上提高异形零件的加工效率及质量，全面提升异形零件的加工工艺专业化水平，促进异形零件相关加工制造业的进一步发展。
图1 某异形零件结构示图1、加工难点该异形零件的毛坯属于铸钢件，故从产品的零件结构图当中可总结出，在异形零件实际加工期间所存在的难点问题如下：其一，异形零件实际加工期间，它的尺寸为36mm*33mm，两个长方形的支脚当中全部面均需加工。
两支脚具有着较差的刚性特征，导致装夹操作困难程度较高，需使用专用工装才可完成装夹加工操作；其二，在图样当中，有两个位置形位的公差有着较高的要求，其尺寸是16mm*110mm*33mm进行厂槽加工期间，它的变形控制为该异形零件可否顺利进行到一道工序的一个重要节点。
异形腔薄壁壳体零件加工工艺
2019年 第2期冷加工44Technique soluTions工艺方案1.工件结构特点及传统加工方案薄壁壳体传统的加工工艺一般为制作复杂专用工装夹具，放于车床或加工中心进行分序多序加工，分别对工件两端进行粗加工，然后以一端粗加工过的内腔为基准，进行定位，精加工另一端，设计、布置夹紧压板，进行手动装夹，再利用加工中心镗铣另一端和内部尺寸，共需四序完成。
工件加工尺寸如图1所示，由于壁厚＜10m m ，在装夹和加工异形腔薄壁壳体零件加工工艺■■山东常林机械集团 （临沭 276700） 黄华宾摘要：针对异形腔薄壁壳体零件的加工特征，制作一种新型的工装夹具，通过最简单的结构特征实现工装的液压自动夹紧，将定位和夹紧融为一体，快捷高效地装卸工件，提高生产效率。
过程中会导致工件装夹变形和加工变形，无法保证内孔、外圆和端面工艺尺寸及形位公差， 即使分多序加工，也较容易导致加工变形，产品合格率比较低。
若最后一序精加工用加工中心加工，在装夹过程中容易导致工件装夹变形，且效率低下，成本较高，不适用于批量加工。
无论是车削还是铣削，都要进行粗、精加工，需多套工装，且工装夹具皆为手动夹紧，效率低下且费时、费力。
2.工艺方案设计及夹具结构工件的加工难点在于薄壁壳体（壁厚＜10m m ），工件相对较大（见图2），内腔为异形腔体，毛坯为铸件。
在装夹过程中容易变形，且加工端部图样尺寸要求严格，公差不易保证。
如何做到既能控制工件在装夹时的变形量，将粗、精车安排在同一工序，又能快速地实现定位和夹紧，严格保证图样尺寸和加工的稳定性，成为工艺设计方案构思的出发点。
将工件定位于车序加工，减少装夹次数，最好将粗、精车于一序加工，实现工件的自动装夹，以此为出发点去设计制作工艺装备，最终设计制作出符合要求的工装夹具。
用该工装装夹，粗、精车图1所示尺寸，一序完成加工，然后以该序加工后的子口进行定位，在加工中心上加工另一端的其他项目。
该工装通过内部多点液压撑紧，调整液压压力，调整撑紧力，控制变形量，进行车序加工，能够保证产品加工图样要2019年 第2期冷加工45Technique soluTions工艺方案求。
某异形薄壁件加工方法研究
工业设计2019年第3期中国机械MACHINE CHINA某异形薄壁件加工方法研究朱 芸(中国电科集团第38研究所 安徽 合肥 230088）1 概要某框架为无人机异形薄壁零件，外形尺寸40×740×491（单位：mm），所有壁厚小于1.2mm，材料为高强度铝合金7075，属于典型的薄壁零件。
薄壁零件加工时，采用普通加工中心在切削过程中会产生较大的应力集中，加工后应力释放会造成变形，难以克服，往往造成零件精度和形位尺寸都无法保证。
同时，普通加工中心因转速和切削速度低，生产效率较低。
此零件采用普通加工中心加工周期较长。
随着设计要求不断提高，考虑零件实际使用条件，焊接方式尽量减少，因此，零件设计的集成度大幅提升，从而出现了越来越多形状复杂的零件，这对传统机械加工提出了更高的要求。
近几十年来，随着高速加工（20000rpm以上）设备的普及使用，很好地解决了此类零件的加工难题。
本文着重介绍利用高速铣削中心辅以数控编程和工艺加工方案优化手段，加工出此薄壁类高强度铝合金异形零件，积累了变形控制和效率提升等方面的工艺经验。
2 问题描述图1是某薄壁、高强度7075铝合金零件，所有壁厚小于1.2mm，长向尺寸为740mm，宽向尺寸为491mm，厚度为40mm，形状不规则，部分通孔，中间留多处加强筋。
此零件刚度较低，易产生切削变形，装夹定位困难。
普通加工中心由于切削速度低，切削过程中产生大量应力集中，加工后松开夹紧工装，应力释放后会出现变形。
根据实际生产结果，最大变形超过5mm，无法满足设计和安装要求。
同时，此零件在普通加工中心上加工，加工周期长，从切削开始到加工完成需要近3天时间，加工过程中变形累积效应明显，造成零件的加工误差大，与设计要求相差甚远。
因此，此零件用普通低转速数控机床和通用加工方法难以满足设计要求。
3 优化方案分析普通切削方案产生的问题，考虑从三个方面进行优化：加工设备、数控编程路径和工艺方案。
复杂异形椭圆薄壁零件数控加工工艺流程
复杂异形椭圆薄壁零件数控加工工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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浅淡复杂薄壁异形零件数控加工工艺特征与要点
浅淡复杂薄壁异形零件数控加工工艺特征与要点摘要：新世纪是提倡节约能源，保护环境的时代。
薄壁零件以重量轻、节约材料和结构紧凑等优点在各个行业得以广泛应用。
然而薄壁零件由于其刚性差和强度弱，在机械加工中很容易变形，导致加工精度难以确保。
文章主要针对复杂薄壁异形零件数控加工工艺特征与要点进行研究分析，明确了各注意事项，以提高材料加工技术和材料质量，促进我国航天事业的发展。
关键词：薄壁零件；结构复杂；数控加工在航天机载设备应用中，经常会出现因为重量以及空间问题不能满足航天机载设备需求的情况，由于零件的使用要求以及质量要求，对于这些零件的规格、形位公差要求十分严格，一定程度上增加了零件生产的难度。
只有依据实际情况采取相应的措施，才能保证所加工的零件能够满足实际需求。
1概述在日常的加工任务中，常常遇到很多壁厚从O.5nm：到1.1nm：不等。
长度又不超多250nm：的零件，这类零件的技术指标又较高，要求在表面粗糙度、角度精度与尺寸精度等方面具有特殊的要求。
结构上具有形状不规则、壁厚薄、空间尺寸大等特点。
在对这类零件进行加工时，除了考虑到加工工艺中不可避免的热变形、夹具影响和切削震动的影响外，还必须注意加工过程中附件、机床等设备本身的刚性以及切削力度的作用，以及在加工完成后重新分布的残余应力所引起的零件变形。
最后还要考虑到存放与适用过程中环境温度、湿度、震动、摩擦碰撞等问题引起形变。
2零件加工要点分析2.1选择合适的加工方法在加工过程中，影响薄壁件加工质量的因素有很多，例如：零件加工时所选择的加工材料、零件结构等都会使得零件加工从产生一定的影响；残余应力也会对零件加工产生一定的影响，在零件加工开始之前，零件?炔看嬖诘牟杏嘤αΧ纪Ａ粼诤庾刺?，在切割状态下，原有的均衡状态就会被打破，只有通过形变才能寻找一个新的平衡点。
在加工中，选择合适的加工方式，一定程度上可以降低零件形变现象产生的机率，同时还要对残余应力进行剔除。
一种铝制异形薄壁零件的加工方法
0 引言 工 业经济的飞速发展，对铝合金结构件的需求日益
增 多 。尤其是对高速运转的机器来说，由于铝合金的低密 度 特 性 带 来 的 低 质 量 ，铝 合 金 零 件 的 应 用 就 更 加 普 遍 。铝 合金通过合理地配以其他金属(例 如 铜 、镁 等 ），可以产生 多 种 不 同 型 号 的 合 金 。这 些 合 金 各 自 的 性 能 特 点 可 以 满 足 不 同需求。本文讨论的星形轮盘就是一个铝制异形薄 壁 轮 盘 状 零 件 ，是我公司生产的超高速包装机的重要部 件之一。 1 加工方法
成型 后 磨 削 ），很难保证其变形量在工艺要求范围之内。
在 详 细 分 析 零 件 外 形 和 加 工 特 性 后 ，我 们 讨 论 出 一 套 较 为 新 颖 的 工 艺 方 案 ，先 半 精 磨 一 面 获 得 精 基 准 ，然 后 水 切
割 外 形 释 放 结 构 造 成 的 内 应 力 ，接 下 来 热 处 理 去 应 力 ，稳 定 材料组织结构，最后精磨两面保证平面度符合工艺要 求 ，改进后的工艺具体为:1)粗磨一面，平面度小于0.1 m m 〇
加 工 变 形 ，从 而 得 到 各 项 尺 寸 都 符 合 要 求 的 成 品 。
关 键 词 : 铝 制 零 件 ; 磨 削 ；异 形 零 件 ；薄 壁 零 件 ; 工 装 设 计
中图分类号:TH 162
文 献 标 志 码 ：B
文 章 编 号 ：1 0 0 2 - 2 3 3 3 ( 2 0 1 7 ) 0 2 - 0 1 5 3 - 0 2
首 先 ，针对零件加工过程中控制内应力，我们提出了
改 进 的 工 艺 路 线 。原 工 艺 设 定 为 精 磨 两 面 后 直 接 水 切 割
外 形 ，该工艺方案为一般平板类磨削成型方案，对于星型
项目九异形类零件数控综合加工工艺分析编制课件
为实现复杂形状的加工，需要 采用多轴联动加工技术，对编
程和设备要求较高。
异形类零件的加工工艺流程设计
工装夹具设计
根据零件特点和加工要求，设 计合适的工装夹具，确保装夹 稳定、定位准确。
多轴联动编程
根据设计好的加工路径和参数， 进行多轴联动编程，确保程序 正确无误。
审图与编程准备
对零件图纸进行详细分析，确 定加工内容、加工要求和工 艺 参数，准备编程和加工设备。
04 异形类零件的数控综合 加工实例
实例一：某复杂异形零件的数控加工工艺分析
总结词
工艺复杂、精度要求高
详细描述
该零件形状不规则，具有多个曲面和陡峭的边缘，需要采用多轴联动加工技术。 工艺流程包括粗加工、半精加工和精加工，需合理安排刀具、切削参数和加工 顺析
分析了如何通过提升智能化和自动化 水平来提高异形类零件加工效率和加 工质量。
绿色制造与可持续发展
强调了绿色制造和可持续发展在异形 类零件数控综合加工工艺中的重要性 和实现途径。
跨领域合作与创新
探讨了如何通过跨领域合作与创新来 推动异形类零件数控综合加工工艺的 进步和发展。
THANKS
数控加工的工艺流程
总结词
数控加工的工艺流程包括工艺方案制定、加工工艺设计、数控编程、机床操作和加工质 量检测等步骤。
详细描述
数控加工的工艺流程是制定工艺方案，根据零件图纸和加工要求，确定加工工艺路线和 工艺参数。然后进行加工工艺设计，确定加工方法、刀具、夹具和切削参数等。接着进 行数控编程，将加工工艺转化为数控机床可执行的程序。之后进行机床操作，完成零件
总结词
尺寸大、刚性差
详细描述
该零件尺寸较大，形状不规则，刚性较差，易产生振动和变 形。工艺流程中需采用合适的装夹方式，减小加工过程中的 振动和变形，同时合理选择刀具和切削参数，提高加工效率 和精度。
异形零件的加工工艺
异形零件的加⼯⼯艺⼀、引⾔在制造业中，异形零件因其独特的形状和功能需求，加⼯⼯艺相对复杂。
这类零件的加⼯涉及到多种技术和专业知识，从设计、材料选择、加⼯设备、⼯艺流程到质量控制等各个环节都需要精细操作。
本⽂将对异形零件的加⼯⼯艺进⾏深⼊探讨，以期为相关从业⼈员提供有益参考。
⼆、异形零件的特点与分类异形零件通常指形状不规则，⾮对称，具有特殊功能需求的机械零件。
这类零件⼴泛应⽤于航空、航天、汽⻋、船舶、电⼦、医疗器械等领域。
根据其⽤途和功能，异形零件⼤致可分为以下⼏类：1.结构型：如⻜机机翼、汽⻋⻋身等，主要通过结构设计和材料特性实现特定功能。
2.动⼒型：如发动机零件、传动装置等，涉及复杂运动和动⼒传递。
3.精密型：如仪器仪表、光学设备等，对尺⼨精度、表⾯光洁度要求极⾼。
4.复合型：由多种材料和⼯艺组合⽽成，如⾦属与⾮⾦属的复合结构。
三、异形零件的加⼯难点与挑战异形零件的加⼯⾯临诸多难点和挑战，主要包括：1.形状复杂：异形零件的⾮对称、不规则形状导致加⼯过程中难以固定，易产⽣形变。
2.材料特殊：部分异形零件采⽤特殊材料，如⾼强度合⾦、复合材料等，加⼯难度⼤。
3.精度要求⾼：部分异形零件对尺⼨精度、形状精度和表⾯光洁度要求极⾼，加⼯难度⼤。
4.⼯艺限制：由于零件形状复杂，传统⼯艺⽅法可能⽆法满⾜加⼯需求，需要探索新的加⼯⽅法和⼯艺流程。
5.质量控制与成本控制：在保证质量的同时降低成本是异形零件加⼯的⼀⼤挑战。
四、异形零件的加⼯⼯艺⽅法针对异形零件的加⼯难点，可以采⽤以下⼏种⼯艺⽅法：1.数控加⼯：利⽤数控机床进⾏精确加⼯，适⽤于各种复杂形状和⾼精度要求的零件。
通过编程控制机床运动，实现复杂形状的⾼效加⼯。
2.特种加⼯：包括电⽕花加⼯、激光加⼯、电解加⼯等。
这些⽅法适⽤于难加⼯材料和复杂形状的加⼯，尤其在精密型和复合型异形零件的加⼯中具有显著优势。
3.3D打印技术：通过逐层堆积材料的⽅式制造出三维实体，适⽤于个性化定制和⼩批量⽣产。
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３ 工艺参数 ．
车 削 工 艺 参 数 的 制 定 应 在 保 证 零 件 加 工 精 度 的 情 况 下 ，兼 顾 加 工 效 率 。 根 据 经 验 及 试 件 切
削 ，该薄片零件采用 ：切削速度ｖ ５ ｍ ｍｉ ；进给 ＝０ ／ ｎ
量ｆ ００ ￣ ．５ ＝ ． ０１ ｍｍ／，其 中 １ ｒｍ＜厚 度 ６ ≤２ ｍ ８ ｒ ． ５ ａ ａ ｒ 时 ，ｆ ０１ ｍｍ／，１２ ＝． ５ ｒ ． ｍｍ≤厚 度 ６ ≤１５ ．ｍｍ时 ， ｆ ００ ｍｍ／，；背 吃 刀量 口＝ ．１ ． ｒｍ ，其 中 ＝． ８ ｒ 。００ ～００ ａ ４ １ ｍｍ＜厚 度 ６≤２ ． ５ ｍｍ时 ，日： ． ｍｍ，１ ｍｍ＜ ０ ４ ０ ． ３
异形薄片零件加工工艺研究
中国工程 物理研究 院机械 制造 工艺研 究所 （ 四川绵 阳 ６ １ ０ ） 杨金 波 ２ ０ ９ 王 平 李盛年
机械加工中 ，采用传统 方法加工薄片零件相 当
困难 ，主 要 由于 装 夹 不方 便 、加 工 应 力 产生 较 大 变 形 导 致 最 终生 产 出来 的产 品 很难 达 到 设 计要 求 。若 能 从 不 同 的加 工 途 径 中寻 找 到适 合 的 装 夹方 式 和加 工 方 法 ，往往 会 取得 较 好 的效 果 。 我 单 位在 生 产 中 ，接 到 一 批 异 形薄 片零 件 的加
图１ 异形薄片零件结构 来自时 ，吸具表面 的环形均布孔在真 空泵的作用下形成
了负压 ，工件就 会被大气 压均匀地 压紧在 吸具 表
面 ，这 样 既达 到 了定 位夹 紧的 目的 ，又 不 会 引起 工 件 的装 夹 变形 ，从而 达 到 零件 装 夹 的 目的 。
（ ）吸具结构及工作原理 １
吸具 结构如 图２ 所
示 ，Ｍ ６ ＭＦ与 吸 附法 兰盘 配 作 ，用 于 与机 床 主轴 ８
２ － ０ ３
削 ，控 制 工 件外 圆 面直 线 度 在 ０ ｌ ． ｍｍ内 ，控 制好 Ｏ 外 圆 尺 寸 一 致 性 ， 便 于 后 序 装 夹 ；钻 、 镗 内孔 ， 保 ｂ ③线 切割 切 片 成 口 ｍｍ。 ④数 控 车 反 。 ×２
格率控制较好 ，下面主要分析工序④中如何控制厚
度尺 寸 。
工任务 ，该零件用于某产品关键件的装配定位 ，其
尺 寸 、位 置精 度直 接 影 响 整套 产 品 的装 配 质量 。
２ 零 件加工方法 ．
该 零 件 电加 工 切 片 完 成 后 结 构 为 ｎ× ｍｍ圆 ２
１ 零 件工艺分析 ．
雪ｒ
雾
曼
薯
１
至
复车两端面 ，控制厚度 （ ．±００ ）ｍｍ，镗止 口 １ ２ ． ２ （ ｃ ． ±０ ２ Ｒ ×０ ５ ． ）ｍｍ成。⑤线切割切外形成 。 ２ ０
图２ 真空吸具结构
参 冷工 磊 加
３ ９
Ｔ ｎ。 ｉ 薏
联 接 ，吸 具上 工 件安 装 止 口按 工 件 实际 尺寸 配 作 ，
该异形薄片 零件结构如 图ｉ 所示 ，环形部分厚 度为 （ ．±００ ）ｍｍ，止 口的厚度 为 （ ．５ １２ ．２ ０２ ±
００ ）ｍｍ 。 ．２
片 ，厚度薄、塑性大 、刚性差 ，且两面均需加工 ， 无法采用一般的卡盘进行装夹 ，工件在车削过程 中
也容 易产 生 变形 ；采 用压 装 工 件 ，则 两 端面 为压 装 面 ，无 法 一次 加 工 完成 。
料 的硬度虽然不高 ，
但 综 合 性 能 很 好 ，塑 性 和 韧 性 高 ， 延 伸 率 、 断 面 收 缩 率 和 冲 击 值 都 较 高 ，容 易 产 生 粘 刀现 象 ，断 屑 困难 ，同 时 易产 生振 动 ，使 刀具 容 易崩 刃 、磨 损 。 分 析 零 件 结 构 ， 制 定 加 工 工 艺 流 程 如 下 ：① 下 棒 料 。 ②数 控 车 成 棒 ，要 求 一 次 装 夹 外 圆切
零 件 材 料 是
１ ｌＮｉＴ 奥 氏 体 不 Ｃｒ８ ９ ｉ 锈 钢 ，用 常 规 方 法 加 工 很 困难 ，原 因是 材
为满足该薄片零件的加工精度 ，设计了一种真
空 吸 具 ，该 吸 具 通 过 吸 附 法 兰 盘 联 接 在 车 床 主 轴
上 ，与真 空泵 配合使用 。当真空 泵工作 （ 气 ） 抽
螺 纹 方式 配 合 ，贴 紧 面安 装 环形 油 毡 密封 ，吸附 法 兰盘 与机 床 主轴 采 用 套接 方 式 （ 床提 供 的夹 具 接 机
口），并采用紧固螺钉将两者固定在一起 。通过吸
具 、吸 附法 兰盘 及 机 床主 轴 的 密封 联接 ，在 吸具 与 主轴 孔 之 间形 成真 空 腔 ，机 床 主轴 另一端 采 用真 空 联 接 装 置与 真 空 泵联 接 ，这 样就 构 成 了一 个导 气通
从 上 述 加 工 流 程 看 ， 零 件 外 形 尺 寸 由线 切 割 （ 电加 工 ）加 工完 成 ，切 削变 形 极小 ，能 够 满足 要 求 。如 何 控制 好 厚 度 尺 寸成 为 该 零件 的 加 工 重点 及 难 点 ，工 序 ② 、 ③ 、⑤ 不对 厚 度 进行 精 加 工 ，按 照 常规 加 工 方 法 能够 完 成 ，经实 际加 工检 验 ，零 件 合
故要求在②工序 中 口 外圆尺寸 一致性好 ，止 口底
面 上 加 工有 ２ 个 ３ ｍ环 形 均 布 孔 ，止 口底 面表 ０ ａ ｒ 面 粗糙 度 值尺 ≤０８ ｍ，用 于 负压 气 流 吸附 工件 。 ．
吸具 安 装 如 图 ３ 示 ，吸具 与 吸 附 法 兰 盘 采 用 Ｎ
厚度 ≤１ ｍｍ时 ，ａ＝ ． ｍｍ，１ ｍｍ≤厚度 ． ５ 。Ｏ ２ ０ ． ２
图３ 吸具工作状态示意
≤１ ｍ ． ｍ时 ，ａ＝ ．１ ｍ。 ３ 。００ ｍ 切 削液 的 作用 主 要是 冷 却 和润 滑 ，以 改 善切 削