大型薄壁件車加工變形質量控制范文

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摘要：本文主要對大型薄壁件車加工出現變形的問題進行簡述，并提出針對論大型薄壁件車加工變形的相關質量控制措施。

關鍵詞：大型薄壁件車；加工變形；質量控制

前言：

在零件毛坯的制造、鍛壓、焊接過程中，可能會因為受熱程度、冷卻效果不同產生一定的問題，在零件的內部存在一定的內應力殘余。會導致加工發生不穩定的現象，從而使工件的尺寸在精度上不符合規定標準，也會使工件在制造、鍛壓過程中出現由于內應力殘余導致的變形。因此加工變形是大型薄壁剛性構件在車削加工過程中的主要問題。

一、大型薄壁件車加工變形問題

大型薄壁零件，在加工中主要存在兩種問題，首先是因為受零件的原有形狀以及鍛造的工藝方法選擇受限，使剩余毛料量較多。其次是來自零件材料的影響，大型薄壁零件基本采用鈦合金、高溫合金等特殊材料來進行加工，這些材料在加工過程中有著一定的加工難度，材料的切削性能較差，這對零件的質量控制會帶來很大的影響。

二、合金的加工特點及注意事項

（一）加工特點

對鈦合金來說，因為其特殊性能，對其加工時更為困難。首先鈦合金與其他高溫合金相似，容易產生加工硬化，并且其導熱能力較低，在加工時的熱量會集中作用于切削刃上。并且其彈性較小，在重切力削時，會導致工件產生偏移和震動的現象。最主要的是鈦合金比其它的高溫合金的化學性能更加活潑，這使在大型薄壁零件加工時，工件與刀具之間非常容易產生化學反應，從而使工件產生變形[1]。

（二）注意事項

首先，不能使用低熔點的金屬或者合金進行制作臨時緊固工件。并在加工后的鈦合金零件表面，不能殘留低熔點的合金。其次，在與鈦合金接觸的工具中必須保持其清潔，防止因為油脂等污染造成表面受到鹽應力腐蝕，造成鈦合金的零件斷裂。

三、大型薄壁件車加工變形的質量控制方法

（一）加工路線合理化

對毛料的剩余量較多的零件，車床加工的路線應該通過粗加工、半精加工和精加工，在加工的同時要對工序中的毛料余量進行合理的分配。在粗加工時要通過應力熱處理，來消除毛料產生的內應力殘留。在半精加工過程中要利用振動時效來使加工中的應力消除，以此來減少零件在加工時的變形。在精加工時需要對車床的基本工序進行符合規定的合理安排，確保加工基準統一，從而對加工質量進行有效的提高。

（二）減少零件變形切削路徑

大型薄壁零件在加工過程中變形較大時，應對其加工路徑進行規劃。在車加工過程中，應采用對稱加工的方法，使每道工序中的毛料余量較為均勻。這可以使零件的內應力進行均勻的釋放。同時，在進行粗加工時，要使零件單邊留出0.5mm的余量，然后松開壓板，進行對其內應力的釋放[2]。并重新裝夾，進行精加工。在加工中，由于零件的壁厚較小，剛性較差，因此需要利用內外對稱，分層交替的形式進行零件加工。

（三）通過輔助工具進行零件剛性的增強

因為薄壁零件的形狀比較多樣，其自身的剛性較差，在車床裝夾時的受力點不一致，這就導致變形量會出現不同。通過輔助工具進行對零件與夾具之間得的受力接觸面增大，可以有效的減少零件共振現象，使零件在加工中的變形可以得到明顯的降低。組合夾具在對其系統剛性上也能起到增強的作用，在對單件加工時，其成本更低。

（四）加工參數的選擇和優化

加工參數的選擇和優化的主要過程為在粗加工時車床的切深增大，進給增大，轉速降低的切削方式進行對材料去除效果的提升，并在半精加工時對余量進行均勻的加工，以便更好的進行精加工。在精車加工過程中，要使用切深變小，進給減小，提高轉速的切削方式，以對零件在加工時的加工質量進行保障。在高溫合金的切削過程中，使用的切削速度要適當降低，并對切削深度和進給量增大，使切刀具的刀尖和刀刃在硬化層之下，并保證其進給量合理。在對不同的材料進行加工時要選擇符合實際情況的深度，并保證切削能在硬化層之下進行，這對刀具的打磨次數有著一定程度的減少[3]。

（五）切削液的使用要求

在大型薄壁零件加工過程中，合理的使用切削液可以使零件的加工部位切削液得到滿足，降低加工時的零件溫度以及變形的問題。對刀具的耐用度以及零件的質量都有著一定的提升作用。其在冷卻上，可以吸收切削過程中產生的熱量，在潤滑上，可以減輕摩擦，降低積屑瘤的產生幾率。在加工中對冷卻液進行灌注，可以對車削加工的切削抗力減少三成左右，并且對熱應力大幅度降低，使零件的內外型面加工變形程度得到有效的降低。

（六）針對材料不同的刀具選擇大型薄壁零件

絕大多數都使用的是高溫合金材料。首先，在針對這種材料進行加工時要求刀具鋒利，應選取前角小，后角大的刀具。并應選用耐磨性以及穩定性高的刀具，其材質應為硬質合金、陶瓷刀具等。陶瓷刀具在剩余毛料量較大的粗加工中較為合適。在精加工中應使用硬質合金刀具。其次是在針對鈦合金材料的加工時，應采用與鈦合金親和程度低，熱導性能好的高強度硬質合金，為對散熱能力和削刃強度的進一步提升，應使用前角為5度至10度，后角為6度至15度之間的刀具。并且刀尖應采用圓弧過渡刃，并避免刀刃上有尖角出現。避免蹦刀現象發生。

（七）對大型零部件的檢測方式

零件加工的長度尺寸、溝槽尺寸用游標卡尺測量。徑向圓跳動檢驗是用兩中心孔定位檢驗．這時加工基準與測量基準重合，減少了誤差，是正確測量方法。測量方法與測量同軸度相同。數控車床外圓精度的測量用千分尺，千分尺的零位要校正，測量外圓時要測量多個點。

（八）用先進的測量設備進行質量的控制

可以利用金相顯微鏡，從硬度分為布氏、洛氏、維氏硬度，分別用各自硬度計，成分可以用光譜或手工分析，沖擊用沖擊機，拉伸彎曲扭轉可用萬能試驗機，材料的低倍用鹽酸加水煮，高倍用淬火爐淬火，探傷可以用超聲波探傷、磁粉探傷、射線探傷、滲透探傷等。結論：綜上所述，大型薄壁件車加工變形質量控制，要保證其加工路線合理化、減少零件變形切削路徑、通過輔助工具進行零件剛性的增強、對加工參數的選擇和優化、并針對材料不同的刀具選擇也應不同，才能避免或者減少大型薄壁件在加工時的變形。

參考文獻：

[1]馬英,趙昌輝,趙鳳來.大型薄壁件車加工變形控制[J].科技創新與應用,2016,(30):116.

[2]謝紅軍.大型薄壁類零件工藝分析[J].現代冶金,2016,44(05):50-52.

[3]趙瑞斌.大型復雜鈦合金薄壁件精鑄成形技術研究進展[J].鈦工業進展,2015,32(02):7-12.

作者：章陽 單位：湘電集團有限公司