铝合金薄壁零件的机械加工工艺分析

李爱明 于智远 宝纳然

航空工业沈阳飞机工业 (集团 )有限公司 辽宁沈阳 110000

[摘要]铝合金薄壁零件应用领域较为广泛，但其自身性能较为特殊，在加工过程中需要注意工艺与方法。基于此，本文分析了铝合金薄壁零件性能与特点，并提出提高铝合金薄壁零件机械加工质量的有效对策。

[关键词]铝合金薄壁零件；机械加工；工艺特点

与其他零件相比，铝合金薄壁零件结构复杂，并且在尺寸方面要求较高，因此，在加工过程中难度较大。为了加工出符合工艺标准的机械设备零件，需要不断提高相关加工人员的工作能力与操作水平。

一、铝合金薄壁零件的性能及工艺特点

第一，铝合金材料本身具有较强的可塑性与韧性，并且其粘附性较大，容易出现切屑粘连的情况，加工人员在进行切削操作时，切屑容易粘附在刀刃上，对切削刀日后使用会造成影响。第二，铝合金薄壁零件刚性较弱，在进行加工过程中，需要把握好对铝合金薄壁力的大小，如果加工人员用力过大，极易导致铝合金薄壁零件形状发生变化，从而达不到质量要求。第三，线膨胀系数大，通常情况下，铝的线膨胀系数要远超于钢的线膨胀系数，因此加工人员在进行切削作业时会使温度上升，造成零件变形。第四，铝合金材料硬度较差，在进行加工时，加工面容易出现划伤的现象。因此，在进行铝合金薄壁零件加工时，要达到设备对零件表面粗糙度的要求，加工人员需要熟练掌握加工设备，保证操作水平。第五，通常情况下，加工人员会应用数控机床对铝合金薄壁零件进行加工操作，但是由于有些零件厚度较薄，在操作时，要注意切削作业会产生切削力，加之薄板本身存在弹性，因此容易出现切削面震动的现象，零件的厚度尺寸是控制不了的，并且表面的粗糙程度也会有所增加。

二、薄壁零件机械加工过程及主要工艺

（一）选择合适的切削刀

在进行加工时，要选择合适的刀具，充分考虑刀具的形状、切削用量等特点，规划好加工任务，注意加工过程中的镜像切削力，对薄壁零件的变形情况加以重视。切削刀具的前角要综合刀具的形状及切削变形等特点决定，如果切削前角过大，则在切削过程中摩擦力会变小，可见，在确定刀具前角大小时需要综合各项影响因素。切削力的大小直接由切削用量控制，在粗加工时要掌握好进给量，应用高质量的切削工艺时注意薄壁零件的变形状况。对机械加工过程进行监督控制，根据薄壁零件的形变量第一时间调整并改进机械加工方案。要具备润滑意识，例如在进行切削操作时，加工人员要结合具体的情况，逐渐对加工零件表面的摩擦力进行控制，通过这样的工艺方式降低切削操作对零件表面的伤害，从而提高薄壁零件的加工性能。要掌握切削过程的汽化现象，控制好薄壁零件与刀具之间的接触，掌握切削过程中薄壁零件与刀具上的热量，关注能量的损耗情况，为提高刀具切削的准确性与薄壁零件加工质量奠定良好基础。

（二）粗加工的注意事项

在进行粗加工时，要求加工人注意铝合金材料自身的特点，结合材料的尺寸与粗糙程度开展加工作业。在此环节中，先要掌握薄壁零件的形状，并在加工前对其公余量进行消除处理。熟悉机械加工原理材料，在加工过程中会产生不同程度的摩擦，从而造成变形错位等情况，这些问题一旦出现，要采取有效的方法及时对零件的预定尺寸进行调整，保证薄壁零件实际尺寸精准。针对一些形状较为特殊的薄壁零件，在经过粗加工冷处理后，要注意工作热量对机械加工质量产生的影响，使零件结构发生变化情况。对零件中才有的用力需要进行降温处理，通常会应用降温退火的方式保证零件内应力，并且需要对零件内部的应力进行重新分配，尽量避免薄壁零件在加工过程中形状发生变化^[1]。

（三）精加工成型过程

在进行铝合金薄壁零件机械加工时，要使零件加工尺寸与粗糙程度达到规定的要求与标准，需要对零件进行精加工。在具体操作过程中，需要充分考虑到铝合金材料自身的特点，应用设备零件精度高的方式。通常情况下，人员会选择数控铣床、镗床与加工中心作为主要加工方法，在操作时要应用切削速度快的刀具，以此解决铝合金材料加工余量有限的问题。同时要尽量选择应用粗刀杆的工具，确保刀具的刚度符合应用需求，解决在切削过程中机械加工精度受震动干扰的问题。加工人员在进行工件装夹的时候，要避免多次出现缩减装夹的现象，尽量一次操作完成定型定位，降低夹紧力，避免人为因素造成的误差。在刃前出现高温时，虽然切削点能够消散大量的热，但是由于铝合金自身熔点较低，刃前部分会出现融化的现象，因此，加工人员在进行切削操作时，需要掌握好切削的速度，若热量消退效率不高，一旦切削速度过快，就会造成切削热量过大。此外，在切削过程中可以选择润滑性与冷却性较好的切削液，避免过多的高温对加工零件而造成影响，以此保证加工零件的强度。若温度过高会使铝合金零件出现凹凸现象，而应用润滑性与冷却性较好的切削液不但可以提高道具的润滑度，还可以降低切削热量，有效解决零件变形的问题

^[2]。

（四）合理选择夹紧方式

在进行加工操作前，要确定好铝合金薄壁零件的基准面。经过粗加工后，薄壁零件存在波形面与鼓形面两种类型，为了使薄壁零件达到机械加工的标准与要求，在零件底部可以增加调节式螺杆，通过螺杆夹紧零件，以此保证夹紧力，使夹紧力均衡。根据相关工作要求有效避免薄壁零件在加工时发生变形，通过这样的方式提高机械加工质量，保证薄壁零件的使用性能^[3]。

结束语

综上所述，对铝合金薄壁零件进行切削的过程中，要考虑到铝合金本身的特征，充分考虑到各项影响因素，有效避免零件变形问题。选择合适的切削刀具，做好粗加工与精细加工操作，选择合适的夹紧方式，加工出符合标准的铝合金薄壁零件。

[参考文献]

[1]杜娜娜. 基于铝合金薄壁零件的机械加工工艺分析[J]. 魅力中国,2021(49):345-346.

[2]曹媛媛,赵燕,付军峰. 薄壁铝合金零件切削成型工艺分析[J]. 商品与质量,2021(22):176.

[3]周兵. 铝合金薄壁零件加工技术研究[J]. 现代机械,2021(1):85-87.