如何解決精密薄壁零件加工（gōng）難題
　　‌精密薄壁零件加工的主要難（nán）題包括裝夾困難（nán）、易變形、加工精度難以保證等‌。
　　精密薄壁零件，如航空發動（dòng）機葉片、鼓輪零件等，由於材料去除量大、零件剛性差，加（jiā）工過程中極易發生變形。鈦合金與高溫合金等常用材料切削加工性差，切削力大、刀具磨損快，進一（yī）步加劇了加工難度‌1。此外，薄壁零件在（zài）夾緊力的作用下也容易（yì）產生變（biàn）形，從而影響加工精度，工件尺寸公差不易保（bǎo）證‌。
　　為了（le）解決這些難題，可以采（cǎi）取多種措施。例如，通過工藝優化（huà），如精鏜孔工序（xù）由工裝環抱式徑向壓緊更改為立（lì）式裝夾軸向壓緊，全過程監控（kòng）變（biàn）形量（liàng），以（yǐ）控製加工餘（yú）量、去除加工（gōng）應力和預留表麵（miàn）處理工藝尺（chǐ）寸等措（cuò）施，來解（jiě）決加工（gōng）過程中的零件（jiàn）變形難題‌。針對大長徑比鈦（tài）合金薄壁零件（jiàn）的加工難點，可以采用數控縱切加工（gōng）減小零件切削抗（kàng）力帶來的變形，設計送料（liào）工裝解決精車削外圓時的裝夾問題，設計校直工裝解決（jué）精車削後的變形問題‌。此外（wài），還可（kě）以采用浮動三爪夾具等（děng）新型裝夾（jiá）工（gōng）具，以改善加工效果，防止工件變形‌。
　　同（tóng）時，對於不同（tóng）類型的（de）精密薄壁零件（jiàn），如軸套類零件，還需要考慮到其特定的（de）結構特點和加工要求。例如，在加工短空心軸零件時，需要粗（cū）、精加工分開，中間安排時效去應力處理，以控製變形量‌。
　　轉：
　　鼓輪零件為鋁合金薄壁長筒結構，四周均布異形長槽和網狀圓孔，材料去除量（liàng）大，加工變形不易控（kòng）製，質量問題主要集中（zhōng）在變形造成的內孔和外圓（yuán）超差上。本文（wén）通過工藝優化，精（jīng）鏜孔工序由工裝環抱式徑向壓緊更改（gǎi）為（wéi）立（lì）式裝夾（jiá）軸向壓緊。壓緊過（guò）程通過千分（fèn）表（biǎo）測量內孔變化和外圓側母線位移情況（kuàng），全過（guò）程監控變（biàn）形量。通過控製加（jiā）工餘量、去除加工應力和預留表麵處理工藝尺寸等措施，解決了加工過程（chéng）中的零件變形難題。
　　PART01序言（yán）
　　鼓輪是濾棒成型機組濾棒輸出係統關鍵零件，它（tā）通過與內部裝配的閥體、閥座等零件配合，利用負壓將濾棒減速、校準，並向（xiàng）下遊傳（chuán）輸，承擔著重要（yào）的交通樞紐作用。PART02零件結構及技術要求
　　鼓輪（lún）零件為鋁合（hé）金薄壁長筒結構（見1），關（guān）鍵尺寸（cùn）如2所示，其中尺寸帶*要求無表（biǎo）麵處尺寸帶**為表麵處理後最終尺寸。零件四周均（jun1）布（bù）42處異形長槽（cáo）、966處φ5mm孔，加工過（guò）程中金（jīn）屬去除率達（dá）82.5%，零件剛性差。因零件四周長槽為濾棒通道，故為（wéi）提高表（biǎo）麵耐磨性，零件表麵要求局部硬質陽極氧化處理（Al/Et.A50hd）[1]和局部（bù）噴塗LW-1N10，塗層厚度（0.06±0.02）mm。前期試製攻關時，發現零件（jiàn）關鍵尺寸φ195H7孔、φ215H6孔和φ218f7外圓在加工過程中極易變形，試製合格率為0%。
　　1鼓輪（lún）零件（jiàn）示意
　　2鼓輪零件關鍵尺（chǐ）寸PART03加工中存（cún）在的問題
　　試製加工期（qī）間共投產11件，工藝流程為：粗車外圓內孔（kǒng）及端麵→去應力（lì）→半精車外圓及內（nèi）孔→粗銑長槽及鑽孔→精鏜孔及端麵→精車外圓（yuán）→精銑槽→陽極（jí）氧化→噴塗。
　　試製（zhì）加工一次交驗合格率為0%，質量問題主要為φ195H7孔、φ215H6孔和φ218f7外圓超差。查看鼓輪全過程加工方案得知，精鏜孔裝夾方式為專用工裝環抱式徑向壓緊（jǐn），如（rú）3所示，該夾緊方式對於薄壁類零件精鏜孔不適宜，夾緊時會引起孔輕（qīng）微變形，鏜孔後鬆（sōng）開夾具，零（líng）件回彈導致孔（kǒng）圓度超差。經檢測發（fā）現，精鏜後φ215H6孔圓度為0.04mm，已（yǐ）經超差，同時，噴塗塗料以約160℃溫（wēn）度噴射到零件表麵，引起零件內應力釋放，經檢測發現，噴塗過程孔圓度變化為0.02mm。
　　3改（gǎi）進（jìn）前臥式鏜孔裝夾方式（shì）PART04工藝方案優化
　　針對試製工藝方案（àn）的缺陷，為避免零件精鏜（táng）孔裝夾變形，將裝夾（jiá）方式由工裝環抱（bào）式徑向壓（yā）緊更改為立式裝夾（jiá）軸向（xiàng）壓緊[2]。將3個等高塊固定在通用夾（jiá）具基礎板上，零件以φ218f7外圓端麵定位，用台階壓板放置到零件圓周寬為5mm的槽內壓緊。壓緊過程通過千分表測量內（nèi）孔變（biàn）化和（hé）外圓側母線（xiàn）位移情況，通過調整各壓板壓緊力（lì）保證裝夾前後零件變形位移≤0.01mm，如4所示。驗證立式（shì）裝夾方式變形量可控後，在牧野（yě）V77L立式加工中心上（shàng）進行精鏜孔試加工（gōng），對孔變形量進行全過程（chéng）監控（kòng），具體數據見表1。經檢測，孔加工後圓度≤0.015mm，滿足（zú）要求。
　　4監測立式裝夾方式零件變形（xíng）
　　表1立式裝夾方（fāng）式φ215H6變形量（單位：mm）
　　由於毛坯去除量大，零件壁薄且多孔多溝槽，導（dǎo）致加工過程中零件因內部應力變化而產生變形，如前（qián）期不（bú）去除（chú）加工應力（lì），則在陽極氧化和噴塗過程中會導致應力釋放，從而加大零件變形量，因此消除加工應力引起（qǐ）的變形對提高鼓輪零件加工精度非常重（chóng）要。
　　為了降低陽極氧化和噴塗過程對零件變形（xíng）的影響，最大程度上降低零件內應力，在（zài）原工藝1次穩定化處理的基礎上又增加了2次穩定化處理，即進行3次（cì）穩定化處理。其（qí）中精加工部分由之前的精鏜孔→精（jīng）車外圓→精銑槽→陽極氧化→噴塗，更改為臥式粗鏜孔去除餘量→穩定化（huà）處（chù）理→立式半精鏜孔留餘量至φ194.5mm、φ214.5mm→精車外（wài）圓→精銑槽→立（lì）式精鏜孔→陽極氧化→噴塗[3]。具體工藝方案見表（biǎo）2。表2鼓輪加工優化後工藝方案PART05加工中存在的問題
　　確定可行方案（àn）後，按照新工藝方案（àn）進行批量加工驗證，對關鍵過程數（shù）據進行監控記錄，入庫前尺寸檢測如5所示（shì），部分（fèn）尺寸檢測結果見表3。
　　5入庫前尺寸檢測
　　表3入庫前部（bù）分尺寸檢測結果（單位：mm）
　　零件入庫檢測圓度≤0.02mm，完全滿足設計要求，合格入庫。隨後（hòu）試件被（bèi）安裝至公司產品ZL29纖維濾棒成型機組，經測試運行效果良好（hǎo）。截至（zhì）目前，已順利完成（chéng）多批次鼓輪（lún）零件（jiàn）加工（gōng），均合格入庫。PART06結束語
　　鼓輪零件設計精度要求高，材料去除量大，加工變（biàn）形不易控製。工藝設計過（guò）程（chéng）中，通過改進裝夾方式、優化加工餘量控（kòng）製、增（zēng）加熱處（chù）理去除應（yīng）力和預留表（biǎo）麵處理工藝尺寸等措（cuò）施，避免了（le）加工（gōng）過程（chéng）中零件變形，很好地保證了零件加工質量。該工藝（yì）方案已推廣應用到其他規格零件的加工中，取得了很好的成效。
　　專家點評
　　鼓輪零件為鋁合金薄壁長筒結構（gòu），四周均布異形長槽和網狀（zhuàng）圓孔，材料去（qù）除（chú）量大，加工變形不易控製，質量問題主要（yào）集中在變形造成的內（nèi）孔和外圓超差上（shàng）。作者通過（guò）優化工藝方案，改（gǎi）進裝夾方（fāng）式，合理安排熱處理和局（jú）部表麵處理，保證了鼓輪加工質量。
　　文章的亮點（diǎn）是薄（báo）壁長筒零件的裝夾（jiá）方式與變形控製，工藝方案和工序內容都比較詳細。通過工藝優化，精鏜孔工序由工裝環抱式徑向壓緊更（gèng）改為立（lì）式裝（zhuāng）夾軸（zhóu）向壓緊。壓緊（jǐn）過程通過千分表測量內孔變化和外（wài）圓側母線位移情況，全過程監控變形量（liàng）。通過控製加工餘量（liàng）、去除加工（gōng）應力和（hé）預留表麵處理工藝尺寸等措施，解決了加工過程中的零件變形難題，具有（yǒu）很好的實用性。
　　參考文（wén）獻（xiàn）：[1]樊東黎，徐躍明（míng），佟曉輝.熱處理工（gōng）程（chéng）師手冊[M].2版.北京：機械工（gōng）業出版社（shè），2005.[2]薛源順.機床夾具設計[M].北京：機械工（gōng）業出版社，2011.[3]陳宏鈞.實用機械加工工藝手冊[M].4版.北京：機械工業出版社，2016.本文（wén）發表於《金屬加工（冷加工）》2025年第1期47~50頁，作者（zhě）：許昌煙草機械有限責任（rèn）公（gōng）司謝陽陽，原標題：《精密薄壁鼓輪零（líng）件加工工藝（yì）優化》。
　　綜上所述，精密薄（báo）壁（bì）零件加工難題的解決需要綜合考慮材料特性、工藝（yì）優化、裝夾方式等多個方麵，以（yǐ）確保加工精度和零件質量。