团论文网
团论文网
-
摘要：在薄壁铝合金加工的过程中变形是较为常见的问题，这很容易会增加加工成本，影响加工质量，明确薄壁铝合金加工变形的影响因素并加强控制与管理是十分必要的，本篇文章也将目光集中于此，主要从铝合金薄壁零件加工变形的影响因素、变形控制原则及控制对策三个方面展开论述。通过加强控制与管理更好的规避薄壁铝合金加工变形问题，保证加工质量和加工效果。
关键词：薄壁铝合金；加工；变形；控制策略
铝合金是零件加工过程中的常用金属材料，因其易切削、塑性强、熔点低、导热性好等特性得到了广泛应用，但是在铝合金薄壁零件加工的过程中对于加工技术要求是相对较高的，很容易会因各种因素的影响导致铝合金薄壁零件出现加工变形问题，影响零件加工的最终效果，在这样的背景下则必须加强控制、优化控制措施，而在分析薄壁铝合金零件加工过程中的变形控制对策之前首先则需要了解薄壁铝合金加工变形的影响因素。
1薄壁铝合金加工变形的影响因素
1.1铝合金自身的特性影响
薄壁铝合金加工变形与铝合金自身的理化性质特点有着较大的关系，铝合金的变形应力是相对较低的，在刚性外力的作用下很容易会出现变形，这在零件加工的过程中所带来的优势则是可以更好地降低零件加工难度，劣势则是在加工的过程中很容易会出现变形问题，此外在铝合金加工的过程中很容易产生碎屑，如果未能及时处理则会与加工外力相互作用，进而导致铝合金薄壁表面的光滑度、尺寸以及零件加工精度都会受到较大的影响，最终导致制作出来的铝合金薄壁件不符合于实际应用需求和应用标准，产生较大的资源浪费和材料浪费。
1.2技术参数不合理
在薄壁铝合金加工的过程中其技术性是相对较强的，为确保加工效率和加工质量，往往需要提前拟定加工方案，根据铝合金薄壁件的未来应用方向、应用需求具体问题具体分析确定铝合金薄壁件加工过程中的加工技术及技术参数，但是如果在方案设计的过程中技术参数选择不合理不科学，后续铝合金薄壁间加工的质量和效果也会因此受到较大的影响，例如在设计的过程中未能充分考量切割力或刀具磨损等相应问题则很容易会导致铝合金薄壁零件出现形变，影响加工质量，无法达到标准尺寸。此外在铝合金薄壁件加工的过程中切割的热应力和抵抗力会相互作用，如果在加工设计方案确定和分析的过程中未能充分考量这一问题则会导致参数设置不够科学，进而在加工的过程中容易引发铝合金薄壁间变形问题，而铝合金薄壁间受铝合金自身的理化性质影响其刚性相对较差，在铝合金薄壁件加工的过程中可能会使用夹具，如果支撑作用点参数设计不当或夹紧力设置不当也会产生较多的附加作用力，进而导致铝合金薄壁间变形。同样的道理在加工过程中可能还会应用到刀具等相应的器具，参数设计不合理则会导致这些器具会对铝合金薄壁间产生外力作用，出现挤压、拉伸等相应问题，引发铝合金薄壁件塑性变形甚至无法恢复。
1.3受力不均引发形变
薄壁铝合金零件塑性较强，很容易会产生形变，而在零件加工的过程中需要借助外力确保零件的形状符合于实际应用需求，如果未能加强技术控制和技术管理则很容易会因受力不均导致薄壁件产生形变，影响薄壁件的制作精度和制作效果。例如在竖直、横向切割的过程中加工方向和加工力度的选择都会影响加工的准确度，此外因为铝合金薄壁件相对较薄，在加工的过程中需要夹具装夹，如果未能结合实际情况科学控制不同方向的夹紧力，则很容易会因薄壁件受压力影响出现形变，进而影响加工的精准度。另外，在零件加工的过程中若未选择高速切削加工技术，零件散热相对较快，也很容易会因受力不均导致零件出现变形问题。
2薄壁铝合金加工变形控制原则
为了更好地规避薄壁铝合金零件加工过程中出现的变形问题，在变形控制的过程中就需遵循如下几个关键原则，确保变形控制的科学性、有效性和针对性，提高变形控制能力和控制效果。
首先，在薄壁铝合金加工变形控制的过程中需是坚持具体问题具体分析原则，不同薄壁铝合金零件的应用方向存在着明显差异，这也就意味着其规格、型号甚至性能要求都会产生较大的偏差，同时在薄壁铝合金加工的过程中同一类型的加工零件受加工技术、切削技术等多重因素的影响其可能存在的变形问题也有较大的差异，在这样的背景下，相关工作人员必须坚持具体问题具体分析原则，结合实际情况来明确在薄壁铝合金加工过程中可能引发变形的因素，在此基础之上针对性的分析变形控制策略和方案，保障变形控制管理的科学性、针对性和有效性。
其次，在薄壁铝合金加工变形控制的过程中应当坚持系统性原则，薄壁铝合金加工是一个系统性过程，涉及到了粗加工和精加工两大关键工序，而在不同工序开展的过程中其加工内容也存在着鲜明差异，可能引发加工变形问题的因素也有较大的偏差，在这样的背景下，相关工作人员不仅需要坚持具体问题具体分析原则，明确不同阶段需关注的重点问题与核心问题，保障加工变形控制管理的针对性与科学性，同时也需坚持系统性原则从薄壁铝合金加工的整体来展开分析，明确如何更好地协调粗加工和精加工不同阶段的加工需求及变形控制需求，确保薄壁铝合金加工能够顺利推进、有序开展，避免在环节衔接处因衔接不畅影响后续工作的有效开展。
最后，在薄壁铝合金加工变形控制的过程中应当坚持定性定量分析原则，除了需要明确影响薄壁铝合金加工变形的因素以外，还需从具体的数值出发来明确不同因素的影响大小及变形出现的概率大小，在此基础之上抓住重点，通过参数调节等多种方式来更好地规避变形问题，提高薄壁铝合金加工的精细化程度。
3薄壁铝合金加工变形的控制策略
3.1合理的设计工艺支撑
在铝合金薄壁工件加工的过程中工艺支撑设计是十分重要的，这可以为零件加工提供更多的支撑力，进而减少薄壁件加工变形的问题出现，可以发现现阶段大多数铝合金薄壁件其外形是没有规则性可言的，甚至很多零件在加工时无法放平，这时工艺支撑设计如果不够合理及科学，不仅会引发铝合金薄壁工件变形问题，同时也会影响加工质量和加工效率，而在设计工艺支撑的过程中相关工作人员需着重引起关注和重视的则是坚持具体问题具体分析原则，综合考量多方要素来对工艺支撑做出有效优化和调整，尤其是引起关注和重视的则是充分考量铝合金薄壁工件在加工过程中受热应力的实际情况对工艺支撑做出调整，有效避免铝合金薄壁件受作用力影响产生变形问题。
一般情况下，工艺支撑设计的过程中往往并没有明确的参考标准，也不能采用范式化的设计方式来对设计工艺支撑，相关工作人员可以结合铝合金件的支撑需求来对支撑做出适当调整，确保工艺支撑能够在薄壁间下方贯穿，在工艺支撑设计的过程中还需要结合薄壁件的实际情况，通过辅助支撑的方式来更好的固定工件，因为在薄壁件加工的过程中往往需要转换不同的角度来提高加工效率，保障加工精度，如果在转换位置的过程中缺少固定和辅助支撑则很容易会影响加工工作的正常开展，因此在支撑设计的过程中也需充分考量这一问题。一般情况下，在铝合金薄壁件加工的过程中多选用2x2y4z的加工方式，相关工作人员在设计的过程中需从x轴和y轴上设置数据坐标，结合薄壁线实际情况来确定技术坐标和辅助坐标，在加工完成后还要对薄壁件进行核验，分析是否存在因外力导致变形问题，如果存在需及时调整辅助坐标优化支撑体系。
此外，在铝合金薄壁件加工的过程中分为两个主要步骤，第一步骤是粗加工，清理薄壁件加工所剩余量，第二步则需进行精加工，根据薄壁件的应用需求来落实加工工作，在支撑体系优化的过程中，也可以从不同加工工序出发来对支撑体系做出适当调整，例如可以在工艺支撑上设置螺丝拧紧拧松操作以更好地适应不同工序的固定需求和支撑需求，避免因支撑体系设计不合理不科学在外力作用影响下导致薄壁件的加工精度受到较大的冲击，引发变形问题。
3.2切削技术的选择
切削技术是铝合金薄壁件加工过程中的关键和重点，想要将铝合金薄壁件加工成指定形状，确保及规格、型号符合与实际应用需求，就需要对切削技术做出科学选择和调整，而在切削技术调整的过程中首先需科学选择切削工具，综合考量在切削过程中受热应力、摩擦力等多重因素，保障切削工具所选择的科学性与有效性，在此基础之上，根据切削工具特点以及铝合金薄壁件的加工需求对切削工具的切削参数做出适当调整，这些对于铝合金薄壁件的光滑度所产生的影响和冲击都是相对较大的，一般情况下，在切削技术选择的过程中选择高速切削技术，该项技术的优势是较为鲜明的，可以更好地保障铝合金薄壁件切削的效率和精度。
在铝合金薄壁件加工的过程中很容易会出现加工材料表面软化现象，导致切削工作无法正常开展，引发铝合金薄壁键变形等相应问题，因此在零件加工的过程中很容易会出现工件受热不均问题，引发工件变形，而高速切削技术的有效应用则可以较好地避免切削温度下降的问题，降低铝合金薄壁件加工变形出现的概率和风险。
3.3冷却液的选择
在铝合金薄壁件加工的过程中很容易会因为温度影响导致铝合金薄闭件出现加工变形问题，这时冷却液的科学选择则显得十分必要，这可以在零件加工时更好的控制产生的温度，进而确保加工质量和加工效率，同时冷却液选择的科学性与有效性也可以更好的降低在铝合金薄壁件加工过程中对于切削工具所产生的损耗，延长切削工具的使用寿命，并有效避免因为切削工具受损程度相对较高导致铝合金薄壁件加工质量受到影响甚至引发变形问题，在冷却液选择的过程中需注意粗加工和精加工不同工序中对于温度控制的需求是存在一定差异的，在粗加工阶段需要切削的材料是相对较多的，这就意味着可能会产生较大的切削热量，同时切削刀具也会因此受到较大的磨损，这时则可以选择离子型冷却液，并且在铝合金薄壁件加工过程中连续添加，以此来更好地降低因工件受热不均所产生的裂纹或变形等相应问题，达到较好的变形控制效果，而在精加工的过程中冷却液不仅可以调节工件表面温度，同时也可以让工件表面变得更加光滑，确保工件加工精度，因此在冷却液选择和分析的过程中应当充分考量如何更好地保障加工精度、确保冷却液选择的科学性，尤其需引起关注和重视的则是分析冷却液与材料碎屑之间的摩擦力和工件变形之间的关系，从冷却液的冷却性和润滑性两大关键要点出发对冷却液做出科学调整。此外，在冷却液选择的过程中还需从刀具切削速度和切削力降低率两个维度展开分析，根据零件加工生产需求科学选择精加工阶段的冷却液，一般情况下，在精加工阶段多选用矿物油或植物油作为冷却液，而当切削速度都小于38m/min时，如果切削率的降低率在14%～18%之间则可以选择矿物油作为冷却液，如果切削力降低率在20%～26%之间则可以选择植物油作为冷却液。
3.4夹具控制
一般情况下，在加工铝合金薄壁件的过程中所选用的夹具多为平口钳，如果需要在加工的过程中引入回转类夹具，多选用有自定心三爪、四爪卡盘等等，这些夹具在实践应用的过程中会受夹紧方向的差异产生不同的夹紧应力和拉应力，进而更好地满足加工需求，但是在加工结束之后需要卸下工件，这时工件可能会出现弹性恢复现象逐渐收缩，进而引发工件变形问题，为了更好地解决这一问题则可以根据不同加工阶段来对夹具做出科学选择。例如在粗加工环节则可以在有加工余量时引入平口谴装夹，而在精加工的过程中则可以根据实际情况对夹具做出适当调整，引入专用夹具，更好的降低和避免工件变形问题，确保工件符合与设计要求，但是需要注意的则是在精加工环节需对专用夹具做出适当调整，最大化的降低其对工件所产生的影响，这就需要提前做好数据收集、整合和分析，对于工件的尺寸、精度要求和形位公差要求有较为全面的了解，在此基础之上对夹具做出精细调整，例如想要确保工件能够吸附在盘上，则可以引入真空吸附装夹配合底部密封条密封的方式抽空工件底部，进而达到预期的加工效果，而在加工的过程中随着切削工具的移动和切削方向的调整对于夹具的要求也会发生转变，这时则可以通过多轴加工切削的方式来保障工件加工效率，同时降低工件变形出现的概率和影响。
3.5切削参数调整
在影响因素分析中可以看出，切削参数对于铝合金薄壁件加工质量效率和成效会产生至关重要的影响，科学合理的调整切削参数是十分必要的，而切削参数的选择和分析设计的过程中则需要充分考量切削热和切削力两个关键参数，此外，还需从加工质量、工件表面精度、机床和数控系统性能、所用材料和刀具等多个维度来展开分析，对切削参数做出适当的调整和优化，工作人员需结合不同工序影响工件加工质量的因素具体问题具体分析，对切削参数做出适当调整。例如在工件铣削的过程中则需从进给速度、每齿进给量、主轴转速、刀齿数等多个维度展开分析，配合主轴转速、切削速度、刀具直径、材料去除率等参数分析来对切削参数做出适当调整。一般而言，在铝合金薄壁件加工的过程中可以采用高速铣销的方式来提高加工质量和加工效率，高速铣销具有少切快跑的优势，在条件相同背景下，可以通过选用高速显销配合切削参数调节的方式来确保在规定的周期内完成工作任务，并有效提高加工工作质量。
4结语
在铝合金薄壁间加工的过程中很容易会出现变形问题，进而影响铝合金薄壁件加工质量和加工效果，必须引起关注和重视，相关工作人员需根据铝合金薄壁件加工需求，紧抓工艺支撑设计、切削技术选择、冷却液选择切削、参数调整、夹具控制等相应关键要点，确保铝合金薄壁件加工工作能够顺利推进有序开展，提高加工效率的同时保障加工质量，有效的规避变形问题的出现。后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
本文标签：
薄壁铝合金加工变形的影响因素与控制对策研究论文
人参与 2025-05-17 13:41:42 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
-
站内搜索
-
随机文章
-
标签列表
-
-
最近发表
-
-
热门文章 | 最新文章 | 随机文章
-
-
最新留言
-
首页 论文知识 教育论文 毕业论文 教学论文 经济学 管理学 职称论文 法学 理学 医学 社会学 物理学 文献 工程论文 学位论文 研究论文
Powered 团论文网 版权所有 备案号：鄂ICP备2022005557号统计代码
全站搜索