铝合金薄壁腔体零件加工工艺研究

铝合金薄壁零件加工技术发布时间：2021-10-12T01:04:57.922Z 来源：《福光技术》2021年15期作者：尹晓华[导读] 还包括刀具参数、机床的刚度和精度以及切削液等，且各因素间存在相互影响机制。

成都四威高科技产业园有限公司四川成都 610097摘要：铝合金薄壁零件具有质量轻、承载性能好、结构紧凑、比强度高等一些优良特性，因而被广泛应用于航空、汽车等行业中。

铝合金薄壁零件加工主要面临以下几个问题（1）铝合金材料熔点较低，在加工中如果出现冷却不及时，容易在刀具上形成积屑瘤，改变刀具几何参数和锋利度，造成加工误差；（2）随着材料的去除，材料内部的残余应力逐步释放出来，加上在切削过程中的加工应力，有可能在加工完成后出现零件变形；（3）薄壁结构零件装夹容易产生变形，应尽量采用低应力的装夹方式。

对此，文章针对铝合金薄壁零件加工中容易变形的特点，仿真分析了两种真空吸具吸附方式下零件变形情况，并计算分析了加工过程中的稳定性，最终在确定的工艺参数下完成零件加工。

关键词：铝合金；薄壁零件；加工技术1铝合金薄壁件加工变形机理及影响因素分析在薄壁零件的切削过程中，导致加工变形产生的因素较多，主要有工件材料特性与结构、残余应力、切削力和切削热、加工路径和工艺参数、装夹条件等。

（1）工件材料特性与结构。

不同材料由于物理特性不同，对加工变形的影响也会不同。

而且，同样材料的不同工件结构产生的最终变形也不同。

铝合金与其他金属相比，弹性模量小，屈强比大，虽然易于切削，但是容易产生回弹变形，加大了薄壁件的变形程度。

（2）残余应力。

残余应力包括初始残余应力和加工残余应力两种。

材料在制备过程中会产生能量，这些能量残留在材料中形成初始残余应力。

对于铝合金预拉伸板材而言，初始残余应力是不同工艺共同作用的结果，能量密度越大，残余应力幅值越大，越容易产生变形。

加工残余应力是在机械加工过程中产生的存在于材料表层的残余应力。

薄壁件在材料去除的过程中引起初始残余应力的释放和重新分布，与加工残余应力一起致使加工变形。

铝合金薄壁深腔的数控加工摘要：铝合金零件由于具有壁薄、重量轻、刚度低、结构复杂等特点,在加工制造过程中易发生变形,导致加工成本高、耗时长且难度大,使得零件加工精度难以达到设计要求。

并且由于深腔类薄壁件的型腔较深，加工时刀具的悬伸比大、刀具刚性差，在切削力作用下，刀具及工件侧壁极易产生变形，造成工件壁厚不均、尺寸超差，甚至造成刀具、机床损坏以及零件报废，严重影响加工精度与加工效率。

关键词：铝合金；薄壁深腔；数控加工；前言：目前，大多数企业在对此类零件进行实际加工时仍然采取传统试切的方式、基于经验选择工艺参数以及采用小切削量进行多步切削加工等，在加工完成后对于部分精度超差的零件采用钳工手工校正的方式减小误差。

众所周知，这种方法存在很大弊端，将导致生产成本高、加工工时长，以及加工精度和加工质量不能得到稳定保证等问题。

一、影响零件加工精度的因素在数控车削加工过程中，通常采用刀具对零件进行切削，如果刀尖圆角过大或刀尖磨损严重，以及刀具切削参数不合理等，则在切削过程中会产生过大的切削力，使零件受到局部挤压，从而导致零件变形。

在数控车削加工过程中，由于刀尖与零件表面切削层进行挤压摩擦，零件切削层由弹性变形到塑性变形直至断裂，必然会产生较大的切削热，切削热会使零件表面温度快速升高。

由于零件的热胀冷缩会导致零件局部变形且在切削结束后无法恢复，因此切削热会导致零件变形。

在数控车削加工过程中，如果零件的装夹方式不合理或夹紧力过大，则会使加工部位在释放夹紧力后随零件夹紧部位变形而变形，导致零件变形。

在定位装夹时，由于受到径向的夹紧力，也会出现变形，当完成加工之后，零件恢复其弹性变形，导致出现椭圆变形，造成零件报废。

铝合金产品零件的变形将会影响到零件的使用性能。

在具体的加工过程中，影响零件变形的主要因素为切削力、切削热和夹紧力。

切削过程中，产生的切削力大小直接影响到切削热和夹紧力，切削热引起铝合金材料的热变形;施加在零件上的夹紧力引起薄壁零件的冷变形；从而容易产生切削力下的振动变形。

铝合金复杂薄壁构件高速加工工艺技术研究的开题报告一、研究背景和意义随着中国制造业的不断发展，高速加工成为了提高制造业生产效率和降低成本的有效手段。

铝合金材料具有高强度、轻重量、耐腐蚀、易加工等优点，在汽车、飞机、航天、船舶等领域得到广泛应用。

对于铝合金薄壁复杂构件的高速加工工艺技术研究，对于推动我国制造业的高质量发展、提高企业的核心竞争力和市场竞争力具有非常重要的意义。

二、研究内容和目标本文将研究铝合金薄壁复杂构件的高速加工工艺技术，包括高速切削、高速钻孔、高速铣削等加工方法及其参数优化，为提高铝合金薄壁复杂构件的质量和生产效率，降低生产成本，提高企业的核心竞争力提供技术支持。

本文的主要目标是：1.研究铝合金材料的力学性能、热物性能等基本特性。

2.研究高速加工工艺，包括高速切削、高速钻孔、高速铣削等加工方法及其参数优化。

3.设计高速加工工艺试验，并进行试验验证。

4.分析加工过程中的刀具磨损、表面质量、加工精度等问题，并提出对应的解决方案。

三、研究方法本文采用实验方法和仿真计算相结合的方法，具体包括以下内容：1.采用有限元软件建立铝合金材料加工仿真模型，模拟铝合金材料加工过程中的变形、应力、温度场等参数。

2.采用试验方法进行高速加工工艺的优化，包括切削速度、进给速度、切削深度等加工参数的优化研究。

3.对不同加工参数进行试验，分析试验结果，得出加工参数优化方案。

四、进度计划本文的进度计划如下：第一周：研究铝合金材料的基本特性，包括力学性能和热物性能。

第二周：研究高速加工工艺，包括高速切削、高速钻孔、高速铣削等加工方法及其参数优化。

第三周：设计高速加工工艺试验，并进行试验验证。

第四周：分析试验结果，得出加工参数优化方案，并针对加工过程中的刀具磨损、表面质量、加工精度等问题提出对应的解决方案。

第五周：完成论文初稿，并进行修改和完善。

薄壁铝壳体加工工艺分析与改善方案薄壁铝壳体加工工艺分析与改善方案薄壁铝壳体是一种常见的产品，广泛应用于电子设备、汽车零部件等领域。

然而，薄壁铝壳体的加工工艺存在一些问题，例如变形、裂纹、尺寸偏差等。

为了解决这些问题，我们需要进行工艺分析并提出改善方案。

第一步：工艺分析在分析薄壁铝壳体的加工工艺时，我们可以从以下几个方面入手：1. 材料选择：薄壁铝壳体的材料选择非常重要，应选择具有良好塑性和韧性的铝合金材料，以提高产品的变形能力和抗裂性能。

2. 设计优化：在设计薄壁铝壳体时，需要考虑其结构和形状，以减少材料的变形和应力集中。

可以采用增加加强肋、优化壁厚等方式来改善设计。

3. 加工工艺：在加工薄壁铝壳体时，需要控制加工参数，例如切削速度、进给量和切削深度等。

合理的加工参数可以减少加工过程中的热变形和应力集中。

4. 热处理工艺：薄壁铝壳体加工完成后，可以采用热处理工艺来改善材料的性能。

常见的热处理方式包括退火和时效处理，可提高材料的强度和硬度。

第二步：改善方案基于工艺分析的结果，我们可以提出以下改善方案：1. 材料优化：选择具有良好塑性和韧性的铝合金材料，例如Al-Mg或Al-Mg-Si系列。

同时，可以考虑添加微量的合金元素来提高材料的强度和硬度。

2. 设计优化：通过增加加强肋、优化壁厚等方式来改善薄壁铝壳体的结构和形状，以减少变形和应力集中。

3. 加工工艺优化：选择合适的切削工具和切削参数，例如合理的切削速度、进给量和切削深度，以控制加工过程中的热变形和应力集中。

4. 热处理优化：根据材料的要求，合理选择退火或时效处理工艺，以提高材料的性能和稳定性。

综上所述，通过对薄壁铝壳体加工工艺的分析与改善方案，可以有效解决其存在的问题，提高产品的质量和稳定性。

当然，具体的改善方案应根据实际情况进行调整和优化，以实现最佳效果。

减小薄壁铝合金零件加工变形工艺研究摘要：由于航空航天产品具有轻量化的要求，其零部件普遍采用铝合金材质的薄壁结构。

薄壁结构在制造过程中由于其相对刚度较低、加工工艺性差，在切削力、装夹力、残余应力等因素作用下极易发生变形问题，制造难度极大。

本文以航空产品薄壁腔体零件为例，采用优化工艺路线，设计合理装夹方式，优化切削刀具和刀具路径等工艺控制策略，可以实现该类零件的高效加工，有效减小了加工变形，该方法对同类薄壁腔体零件数控铣削加工具有一定的指导意义和参考价值。

关键词：薄壁零件；加工变形；工艺控制由于减重等因素的需要，薄壁结构零件在航空航天领域的应用越来越广泛，该类零件一般由铝板整体加工而成，材料去除率最高达90%以上。

对于薄壁铝合金零件铣削加工，如何保证和控制加工变形是保证加工质量的关键因素，减小和控制加工变形一直是航空航天企业急需解决的问题。

近年来，有大量学者在薄壁铝合金零件铣削变形的控制方面做了大量的研究，但由于实际加工过程的复杂性，不同的实际问题需要根据零件特点和加工条件进行确定。

在切削加工中零件发生变形会出现诸多质量问题：例如，出现颤纹，表面光度不好，厚度尺寸不符合公差要求，零件报废等等，本文采用优化工艺路线，设计合理装夹方式，优化切削刀具和刀具路径等工艺控制策略，实现了该类薄壁铝合金零件可靠加工。

1.零件的结构特点和加工难点1.1零件的结构特点某产品前盖板（见图1），牌号为3A21，截面尺寸192mm×164mm×15.4mm，腔深13.9mm，腔体底部最薄处为1.5mm，圆角有R1.5、R2。

内腔形状和位置尺寸精度0.1mm，由铝板整体加工而成。

图1 薄壁腔体零件1.2零件加工难点（1）零件为典型的薄壁腔体零件，具有高精度、薄壁、低刚性等特点。

加工中急需解决的主要问题是如何控制和减小变形。

影响和造成工件加工变形的主要因素是切削热和切削力产生的应力、毛坯内的残余应力以及工件装夹产生的应力和变形等。

铝合金复杂薄壁构件高速加工工艺研究的开题报告一、研究背景随着现代制造技术的不断进步，越来越多的铝合金构件被广泛应用于各个领域，如航空、汽车、电子等。

然而，由于其特殊的材料组织结构以及高强度、轻量化等特点，铝合金材料的加工难度逐渐增大。

目前，传统的铝合金加工方法如数控加工、铣削、钻孔等已难以满足市场上对于精度、效率、质量的要求。

因此，高速加工技术的出现，为解决这一问题提供了新的方法和途径。

高速加工技术采用高速切削工具在高速旋转的同时进行加工，具有较高的加工效率和加工精度，能够大大提高铝合金构件的加工质量和生产效率。

二、研究内容本文主要围绕铝合金复杂薄壁构件的高速加工工艺展开研究，具体包括以下内容：1. 铝合金复杂薄壁构件的特点分析与工艺要求分析，包括材料特性、构件结构等因素的分析以及针对这些特点的加工要求分析。

2. 高速切削工具的选择与刀具路径的设计，根据构件的加工要求，选择合适的高速切削工具，并设计合理的刀具路径，以确保加工的效率和精度。

3. 高速加工参数的优化研究，通过对高速加工参数的优化，包括切削速度、进给速度、工具半径等参数的选择，以及对加工表面质量、切削力、热变形等因素的分析，最终确定合适的加工参数。

4. 高速加工试验与数据分析，通过高速加工试验，对加工效果进行评估，并进行数据分析，寻找高速加工的优势与不足之处，以及未来工艺改进的方向。

三、研究意义与成果该研究的成果将有助于提高铝合金复杂薄壁构件的生产效率和加工质量，具有一定的理论和实践意义。

同时，通过研究高速加工工艺，能够增加工业界对高速加工技术的认识和应用程度，促进制造业的进步与发展。

2019年 第11期冷加工57CUTTING TOOLS刀 具薄壁铝合金件的加工工艺■■宜宾普什联动科技有限公司 （四川宜宾 644000） 何清贤 彭永辉摘要：在机械加工工艺设计过程中碰到薄壁零件一直是让人头疼的问题，特别是铝合金材料，无法使用传统的夹具或磁性吸附方式固定零件来完成零件的成形加工。

本文通过对某典型薄壁框形零件结构特点的分析，制定了该零件的加工工艺路线，并对专用工装进行了探讨。

我公司是一家综合型机械制造企业，笔者所在的机加事业部专门对外承接机加工订单，车间内拥有各型数控加工中心、立加、卧加及数控镗铣床。

最近公司开发的新产品中，需要加工一批图1所示铝合金薄壁零件压板。

图1 压板零件1.工艺分析该压板件为框形零件，长650m m ，宽480m m ，总厚度14 －0－0.018mm ，最薄处厚度仅5mm ，属于薄壁零件。

内腔沉台及大面上各有一圆孔，长边靠近中线位置有4处半圆形缺口，如图2所示。

该压板设计为铝合金材质， 整体框形。

同时零件与关键重要部件镜片直接接触，表面粗糙度要求较高，对零件的加工工艺提出非常高的要求，不允许表面有任何的划痕、印记等。

关键控制点是厚度尺寸公差0.018mm 和平面度≤0.12mm 。

该压板是薄壁框形零件，考虑到批量较小及不适合开模等问题，最终确定选用厚度为20m m 的铝板直接下料。

该压板零件在加工过程中材料去除率达90%以上，所产生的加工应力会引起非常大的形变。

为保证成品的平面度≤0.12mm 和厚度14 －0－0.018mm ，工艺路线的制定必须考虑到零件的加工变形，需在粗加工后进行人工时效，去除加工应力。

由于铝合金不能采用磨的方式进行加工，为达到图样需要的表面粗糙度值R a ＝1.6μm 、平面度0.12mm 及厚度公差0.018mm ，可以考虑选用小直径铝合金专用刀具，采用小的吃刀量分多刀进行精铣，同时半精铣留余量，先检测平面度及厚度合格再进行精铣到位。

薄壁零件机加工工艺及方法分析发布时间：2021-08-09T15:01:46.983Z 来源：《探索科学》2021年6月作者：吴开军[导读] 在机械加工中，薄壁零件加工精度始终是精密加工领域中一个重要的难题，这主要因为薄壁零件在机加工中容易发生变形，从而导致其尺寸及形位公差不满足零件精加工的要求。

台山市金桥铝型材厂有限公司吴开军 529261摘要：在机械加工中，薄壁零件加工精度始终是精密加工领域中一个重要的难题，这主要因为薄壁零件在机加工中容易发生变形，从而导致其尺寸及形位公差不满足零件精加工的要求。

为有效解决这些问题，本文重点对薄壁零件机加工工艺及方法进行分析，以供参考。

关键词：薄壁零件；机械加工；加工工艺；方法引言在科技进步的作用下，现代加工技术水平不断提升，其中薄壁零件加工技术也逐渐走向成熟，且由于薄壁零件的材质较轻，结构紧凑且节省材料，因此在军事、航天等多个领域广泛应用。

但也正因为薄壁零件的特点，在其机械加工中，加工难度较大，且容易在加工过程中出现变形的问题，从而使得加工精度及零件质量受到影响。

因此有必要深入对薄壁零件加工工艺及方法进行分析，充分考量影响薄壁零件质量的因素，并在此基础上提出有效的改进措施，提升薄壁零件机加工质量与水平。

1、影响薄壁零件质量的因素分析影响薄壁零件质量的因素有许多，主要包括物理因素、力的作用、工艺系统热变形、工艺路线安排等方面。

在影响薄壁零件质量因素中，物理因素主要包括加工原理误差、机床精度、刀具精度、夹具精度及零件本身的内应力；力的作用主要体现在夹紧力和切削力这两个方面；工艺系统热变形主要体现在机床热变形、刀具热变形、零件热变形这三个方面；工艺路线安排则体现在走刀方式、铣削方式这两个方面，主要是对薄壁零件的加工精度产生影响；除了这些因素以外，断刀、机床故障也会影响薄壁零件的质量。

2、薄壁零件机加工工艺及方法从影响薄壁零件质量因素来看，要想确保薄壁零件的质量，就需要对其相关的工艺路线进行合理安排，且需要科学合理设置刀具的参数，对走刀路径进行优化，以此有效控制薄壁零件加工变形的问题，进而提升薄壁零件机加工技术水平。

铝合金薄壁零件的机械加工工艺分析[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。

专 业 研 讨控制端把信号传入到系统内部通过传感器传输，此时让tpu及时获取信息，在经有效处理之后进入系统的PCc结构，此时可以基于整个纺织机械系统形成完备的数据表格，通过表格数据的查找分析最恰当的卷绕笔，根据实际情况进行卷绕笔分析最终确定，并且就实际纺织情况看是否出现重叠，最终按照实际情况进行信号输出，在整个过程中必须实现数据的准确传送。

2.4 应用于化工机械领域 化工生产中化工机械与其他电子控制系统合为一体，化工产品的整体质量和性能保证需要依赖于机械性能等各方面因素，在机械施工中为了保证整体质量需要严格控制设备性能并且考虑到经济要素，从整体上保证化工机械的可靠性，进而在实际生产作业中提升机械的使用效率，尽可能的提升设备的使用寿命减少日常支出。

化工机械应用领域比较广泛，要根据实际需求严格按照要求设定各项参数，对于一些特殊环境需要保障数据特殊性，在机电一体化应用过程中可以实现各种条件下设备环境温度的稳定，保证化工机械具有足够的抗压强度，减少化工机械在使用过程中的老化状态，利用机电一体化技术提升机械的密封性，避免在机械使用过程中进入水分和灰尘，让整体系统在使用过程中避免干扰，能够安全使用。

3 总结由以上论述可知，当前社会不断进步，机电一体化技术在实际应用中逐渐创新发展，结合当前各种发展理论在实践中有效落实。

目前国内机械制造企业逐渐增多，企业之间的竞争逐渐激烈，在现代经济发展形式影响下企业应该改变原有的发展理念实现技术创新，在原有的基础上引进各种新技术，实现技术之间的融合，为长远发展创造条件。

参 考 文 献［1］ 郝源.机电一体化化技术在工程机械中的应用探析［J］.设备管理与维修，2019，（4）.［2］ 李国琳，孙永华，李希朝，等.工程施工机械中的机电一体化探讨［J］.内燃机与配件，2018，（13）.探究铝合金薄壁零件机械加工工艺的优化朱敏蓉（南京黎华铝业工程有限公司 江苏 南京 210000）【摘要】 随着我国经济在不断的向前发展，相应的机械生产也有着快速的发展，这使得在零件的加工质量方面，也有了更高的要求，在效率方面也有了新的目标。

铝合金薄壁件的点焊及表面处理工艺研究随着铝合金薄壁件在汽车、航空、军事等行业的应用越来越普及，制作薄壁件的点焊及表面处理工艺的研究也受到了广泛关注。

首先，铝合金薄壁件的点焊工艺涉及到两个主要部分：热和电。

在热方面，如果要进行制作，需要使用高焊接速度的电焊设备，以及夹具、滑块来定位加工件，并针对焊接所用的钎料类型、参数选择电焊机的功率、输出电流等。

在电方面，电焊必须使用稳定性好、反应时间短、抗干扰能力强的电源，以保证薄壁件的焊接质量和稳定性。

接下来，就是薄壁件的表面处理工艺。

通常情况下，表面处理往往是采用电镀法来处理表面，一般情况下，电镀可分为软镀层和硬镀层。

对于铝合金薄壁件来说，软镀层比较常用，可以提升产品的耐腐蚀性和抗蚀性、抗氧化性，并且具有良好的美观性。

此外，除了采用电镀外，还可以采用化学处理的方法来处理表面，化学处理主要是用化学腐蚀剂将材料表面的氧化膜等物质腐蚀掉，从而提高表面的质量和光洁度。

总之，铝合金薄壁件的点焊和表面处理工艺都是非常精密的，需要仔细考虑多种因素，才能保证最终产品的质量和性能。

因此，在实际应用时，应根据产品的实际需要综合考虑，采用最合适的方法。

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铝合金薄壁零件的机械加工工艺研究
李文刚
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2018(000)014
【摘要】随着我国机械生产技术不断发展,当今我国机械技工技术水平也在不断提高.在机械设备生产中,铝合金薄壁零件在机械领域应用非常广泛,在科技时代下,人们对铝合金薄壁零件机械加工质量要求越来越高,这就需要加强铝合金薄壁零件机械加工技术的研究,提高加工质量.基于此,本文首先探究铝合金薄壁零件机械加工的难点,进而提出提高加工质量的对策.
【总页数】2页(P130,119)
【作者】李文刚
【作者单位】中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所,西安 710068
【正文语种】中文
【相关文献】
1.关于铝合金薄壁零件机械加工环节的分析 [J], 回宝琦;何海洋
2.铝合金薄壁零件的机械加工工艺技术研究 [J], 朱兴伟
3.关于铝合金薄壁零件的机械加工工艺研究 [J], 王延波
4.探究铝合金薄壁零件机械加工工艺的优化 [J], 朱敏蓉
5.铝合金薄壁零件机械加工工艺的优化 [J], 金龙
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铝合金薄壁零件的机械加工技术研究李元庆摘要：随着我国机械生产技术不断发展，当今我国机械技工技术水平也在不断提高。

在机械设备生产中，铝合金薄壁零件在机械领域应用非常广泛，在科技时代下，人们对铝合金薄壁零件机械加工质量要求越来越高，这就需要加强铝合金薄壁零件机械加工技术的研究，提高加工质量。

基于此，本文首先探究铝合金薄壁零件机械加工的难点，进而提出提高加工质量的机械加工技术的优化策略。

关键词：铝合金；薄壁零件；机械加工技术在铝合金薄壁零件的机械加工过程中，由于相关因素的影响，通常不利于该零件的日常工作的稳定运行，这就需要找到其零件加工过程中的问题，展开优化，以促进其机械加工系统内部各个环节协调性的提升，满足日常工作的发展需要。

1 铝合金薄壁零件机械加工难点由于铝合金材料本身就具备可塑性、高韧性、粘附性等特点，在对铝合金进行加工过程中，加工刀刃会粘上很多铝合金碎屑，甚至会出现刀瘤问题，从而大大影响加工刀的使用寿命，降低了机械加工效率。

1.1 缺乏刚性由于铝合金的韧性强、抗弯折，这也表示铝合金的刚性不足。

在铝合金薄壁零件加工当中，如果加工压力过大，就会造成零部件变形。

在切削过程中，加工刀会出现拉伸、扯断、挤压表面等问题，从而产生位移现象，导致铝合金薄壁零件产生无法恢复的情况。

1.2 热变形相比钢材料来说，铝合金的膨胀系数通常是刚材料的2.4倍，所以在操作人员进行加工过程中会产生很大的热能，这就导致铝合金出现热变形问题。

1.3 硬度不够在机械加工过程中，通常都会出现表现划伤的问题，导致铝合金薄壁零件表面缺乏光泽度，不符合设备加工标准。

导致这样的问题除了日常操作问题外，更多是因为铝合金材料硬度不足。

1.4 表面过薄铝合金薄壁零件的最大特点就是表面非常薄，如果机械加工人员采用数控机床进行操作，由于薄板自身具备一定的弹性，在切削中受到力的相互作用，从而造成切削面振动问题，导致无法有效控制切削面厚度和尺寸，从而增加了铝合金薄壁零件表面的粗糙度。

铝合金薄壁腔体零件加工工艺研究作者：周思吉唐昌维来源：《电子世界》2013年第12期【摘要】随着电子行业的发展，铝合金薄壁腔体零件应用日益广泛，该类零件具有重量轻、结构紧凑等优点，但该类零件一直存在加工周期长、加工成本高、加工精度难以控制等难点，原因是该类零件加工过程中金属去除量大、刚性低、强度弱，容易产生较大变形，加工后难以保证零件的加工精度和表面质量。

本文从分析该类零件加工变形的原因入手，研究、探讨控制、减小铝合金薄壁腔体零件加工变形的工艺方法。

【关键词】铝合金薄壁腔体零件；铣削加工；加工精度；加工变形1.引言影响铝合金薄壁腔体零件的加工精度和表面质量的主要因素是该类零件加工过程中容易变形。

解决铝合金薄壁腔体零件在加工过程中的变形问题，就能提高该类零件铣削加工的工作效率，提高零件的精度和质量，实现产品快速生产。

2.薄壁零件加工变形的原因分析铝合金薄壁腔体零件的加工过程，该类零件一般由铝合金板整体加工而成，该类零件金属去除量大、刚性低，在加工过程中会因残余应力、装夹力、切削运动三方面因素引起变形。

2.1 残余应力金属材料在形成过程中，金属晶体的排列不是理想状态的整齐排列，晶体的大小和形状不尽相同，存在原始的残余应力，随着时间缓慢释放，产生一定的形变。

另外，金属切削过程中，切削的塑性变形和刀具与工件间的摩擦热，使已加工的表面和里层温差较大，产生较大的热应力，形成热应力塑性变形。

金属切削过程中产生的变形并不是单一的原因造成的，往往是几种原因组合作用的结构，而且这种组合作用在加工过程中不是一成不变的，随着加工进行的不断变化，究竟哪一种原因对变形的影响最大，很难进行判断，只能从引起变形的原因入手，采取相应的工艺方法，尽量减小加工变形。

2.2 装夹力由于铝合金薄壁腔体零件的壁比较薄，无论采用台虎钳装夹还是卡盘装夹，都会产生横向或径向的装夹力，不可避免会产生装夹变形。

装夹变形程度跟装夹力的大小有关，装夹力如果很大，就会形成不可恢复的塑性变形；如果较小，就会形成弹性变形，弹性变形会在零件卸载后恢复，但切削加工是在弹性变形没有恢复的时候进行的，单一弹性变形的恢复会为加工后的零件带来新的变形。

铝合金薄壁零件的车削工艺要点分析铝合金这种材料质地比较软，延展性好，密度小，重量轻，在机械工程、医疗事业、航空航天以及化学工程等方面都有重要应用。

车削工艺是对铝合金薄壁零件加工制作的主要工艺，对整个工艺要点的把握会促进零件质量的不断提高。

文章会以滚筒型铝合金薄壁零件为具体实例，阐述铝合金薄壁零件的车削工艺要点。

标签：铝合金；薄壁零件；车削工艺随着我国工业的快速发展，铝合金设备的需求量进一步增大，同时对铝合金原材料进行加工时，工序也变的越来越繁杂，对于切削参数也是要求越来越精确。

因此，在工业中对铝合金材料进行切削时，应该对其切削特性以及工艺参数有更加深入的研究，保证在实际应用中，既能避免资源的浪费，又能保证工艺制作质量。

1 铝合金的切削特性相比于純铝，铝合金的结构性能更好、可加工性更高。

通常在纯铝中添加铜、硅、镁、锌等合金元素构成铝合金。

这些铝合金在不同的场合都有重要的技术和工艺应用。

1.1 切削性能铝合金延展性好，具有很好的抗拉强度。

同时兼具硬度低和导热性好的双重优点，非常适合用于高速切削。

但在实际加工时，由于铝合金具有很高的膨胀系数，导致切削时容易变形，因此在对其进行切削之前，应该先热处理强化或者冷处理强化。

1.2 切削问题受到铝合金本身物理特性的影响，切削的问题主要表现在这三个方面：粘刀现象、切削变形以及切削中的振动问题。

切削时，由于摩擦生热，导致铝合金材料的表面开始受热变软直到熔化。

并且由于铝合金具有很好的延展性，导致切屑不能及时掉落，受热之后就会粘在刀口上，造成粘刀现象；铝合金材料质地软，抗塑性变形能力差。

在切削过程中，受热以及受到应力的作用都会导致工件变形，影响使用，造成资源的浪费；在使用刀具对铝合金材料进行切削时，会出现弹性回复的现象，这是由铝合金弹性模量小的原因造成的。

这就会导致切削刀具、给进系统的振动。

另外，切削中，残留在刀口的切屑在熔化以及脱落的过程中，都会产生不同程度的振动。

1.序言铝合金薄框结构件具有质轻、抗压和耐蚀等特点，被广泛应用于航空航天零备件[1-3]，以达到降低机型整体质量、提高飞行力等目的。

但是由于结构件体型大，表面质量要求高，在机械加工中切削力与夹持力形成材料残余应力，会导致零件尺寸发生变化[4-7]，难以满足产品特性要求。

目前现有的加工方法需要采用高端高精密设备，降低切削量进行多次走刀[8-10]，加工效率低且生产成本高。

本文以某航空航天用外形复杂的高精度铝合金薄壁件为例，根据零件的尺寸大小，设计带有夹头的毛坯，采用合理的工艺路线，将冷加工、热处理和线切割等工序进行有效安排，避免薄壁件产生应力所导致的尺寸变化，对加工变形量进行控制。

2.加工难点薄壁件材质为2D14高强度硬质合金，整体体积相对较大且壁较薄，尺寸精度、几何公差等要求较高。

零件的铣削加工主要涉及型腔铣与轮廓铣，通过压板胎、组合夹具与机床工作台配合使用将零件进行固定，零件加工后由于压板等夹具夹持所引起的应力释放而导致尺寸超差。

最终加工的薄壁件尺寸发生变化，无法满足航空件高精度的特性要求。

3.工艺安排3.1 整体工艺路线根据零件外形特征及加工难点，对工艺顺序进行合理安排，其中涉及冷加工、电加工及热处理相关知识与设备的运用。

整体工艺安排如图1所示，零件外形结构如图2所示。

图1整体工艺安排图2 零件外形结构根据铝合金薄壁件的外形特征，下料时左右两端各留有夹头30～50mm，夹持固定两端夹头，采用两刃φ16～φ20mm硬质合金刀具对毛坯进行开粗，转速为6000～7000r/min，单边留有3～5mm余量。

粗加工后的零件进行第一次稳定化时效处理，然后采用三刃φ10～φ16mm硬质合金刀具对零件进行半精加工，夹持两端夹头，修正外形及内腔，单边留有0.5～1mm余量。

半精加工后的零件进行第二次稳定化时效处理，之后用压板夹持两端夹头，采用三刃φ6～φ8mm硬质合金刀具对零件进行精加工，零件的外形及内腔尺寸加工成形。

浅析铝合金薄壁零件机加工工艺摘要：随着工艺水平的提高，铝合金薄壁件在相关产品中的应用也日益增多。

本文对薄壁铝合金零件进行了简要的介绍，然后对其机加工技术要点进行了详细的论述，之后对加工过程中的注意事项进行了详细的论述，最后对薄壁铝合金的加工工艺和变形控制进行了详细的论述。

文章简单地介绍了薄壁铝合金零件，并详细讨论了其机械加工的关键技术，并详细讨论了该产品的制造工艺及变形控制。

关键词：铝合金；薄壁零件；加工工艺；变形控制；相关措施1铝合金薄壁件的性能及工艺特点1)铝合金材料具有良好的塑性和韧性，具有较好的粘附力，且切屑不易剥离，且在切割时易于附着于刀具表面而形成刀瘤。

2)铝合金薄壁零件的刚度普遍偏低，加工时工件易发生变形。

3)铝具有约2.4倍于钢的线性膨胀系数（0.00001）。

在切削时，材料的热变形量很大。

4)铝合金材质硬度差，加工时易产生刮痕。

要满足表面的粗糙度是非常困难的。

2 铝合金薄壁零件的加工工艺要点第一，加工速度过快会使工件产生塑性变形，使工件的表面粗糙度大；采用低转速切削方式，对应塑性变形较小，从而减小了加工过程中的表面粗糙度。

采用高速加工方式，可降低材料的应力应变，提高工件的加工质量。

第二，不同的几何结构都会影响到切削力，因此，实际的塑性变形深度和变形程度都是由刀具的几何条件决定的。

第三，进给速度和后刀量的改变都会导致切削力的改变，这对塑性变形的具体程度和深度有较大的影响。

第四，不同的工艺指标和特定的加工方式对薄壁件的切削力有较大的影响，特别是对轴向切割深度的影响，同时，环型和斜插方式也是限制切削力的一个重要因素。

第五，由于夹持力、重力、惯性等因素的影响，加工过程中会发生系统的变形，而切削力的具体位置和加工余量的变化会导致工件的尺寸偏差。

在利用科学的切削量和刀具几何指标来控制切削力变化引起的变形时，必须保证加工余量的标准化配置，使加工变形得到最大程度的控制。

3 铝合金薄壁零件的加工工艺具体操作3.1 关注管理零件铣削变形在铣削铝合金薄壁件时，工件的铣削变形表现为夹持力、切削工件所涉及的切削力、工件刀具切削时的塑性形态、弹性模态、切削温度升高等。