1.引言 影響鋁合金薄壁腔體零件的加工精度和表面質(zhì)量的主要因素是該類零件加工過程中容易變形。解決鋁合金薄壁腔體零件在加工過程中的變形問題，就能提高該類零件銑削加工的工作效率，提高零件的精度和質(zhì)量，實現(xiàn)產(chǎn)品快速倉儲和銷售。

        2.薄壁零件加工變形的原因 分析鋁合金薄壁腔體零件的加工過程，該類零件一般由鋁合金板整體加工而成，該類零件金屬去除量大、剛性低，在加工過程中會因殘余應(yīng)力、裝夾力、切削運動三方面因素引起變形。。

        2.1 殘余應(yīng)力 金屬材料在形成過程中，金屬晶體的排列不是理想狀態(tài)的整齊排列，晶體的大小和形狀不盡相同，存在原始的殘余應(yīng)力，隨著時間緩慢釋放，產(chǎn)生一定的形變。另外，金屬切削過程中，切削的塑性變形和刀具與工件間的摩擦熱，使已加工的表面和里層溫差較大，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，形成熱應(yīng)力塑性變形。 金屬切削過程中產(chǎn)生的變形并不是單一的原因造成的，往往是幾種原因組合作用的結(jié)構(gòu)，而且這種組合作用在加工過程中不是一成不變的，隨著加工進行的不斷變化，究竟哪一種原因?qū)ψ冃蔚挠绊懽畲?，很難進行判斷，只能從引起變形的原因入手，采取相應(yīng)的工藝方法，盡量減小加工變形。。

        2.2 裝夾力 由于鋁合金薄壁腔體零件的壁比較薄，無論采用臺虎鉗裝夾還是卡盤裝夾，都會產(chǎn)生橫向或徑向的裝夾力，不可避免會產(chǎn)生裝夾變形。裝夾變形程度跟裝夾力的大小有關(guān)，裝夾力如果很大，就會形成不可恢復(fù)的塑性變形；如果較小，就會形成彈性變形，彈性變形會在零件卸載后恢復(fù)，但切削加工是在彈性變形沒有恢復(fù)的時候進行的，單一彈性變形的恢復(fù)會為加工后的零件帶來新的變形。。

        2.3 切削運動 切削過程是刀具和工件相互作用的過程，該過程使刀具從工件上去除部分材料。切削運動使材料的晶體顆粒間產(chǎn)生擠壓、拉伸、拉斷等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會使晶體的原子間產(chǎn)生位移，形成不可恢復(fù)的塑性變形。。

        3.控制、減小鋁合金薄壁腔體零件加工變形的工藝方法 分析鋁合金薄壁腔體零件在加工過程中變形的原因，結(jié)合日常加工倉儲和銷售經(jīng)驗，我們從工藝流程、熱處理、裝夾方式和切削加工四個方面著手，對控制、減小鋁合金薄壁腔體零件加工變形進行研究和探討。。

        3.1 優(yōu)化工藝流程 工藝流程可以將粗、精加工分開，粗加工完成后，對零件進行熱處理，將零件的切削應(yīng)力和殘余應(yīng)力充分釋放，再進行精加工，零件的加工質(zhì)量會得到很大程度的提高，實行粗、精加工分開有以下幾方面優(yōu)點：。

        (1)減小殘余應(yīng)力對加工變形的影響。粗加工完成后，可以采用熱處理將零件粗加工產(chǎn)生的應(yīng)力去除，減小應(yīng)力對精加工質(zhì)量的影響。。

        (2)提高加工精度和表面質(zhì)量。粗、精加工分開，精加工只是加工較小的余量，產(chǎn)生的加工應(yīng)力和變形較小，能較大程度提高零件的質(zhì)量。。

        (3)提高倉儲和銷售效率。由于粗加工只是去除多余的材料，為精加工留足夠的余量，所以不過多考慮尺寸和公差，有效發(fā)揮不同型號機床的性能，提高切削效率。。

        3.2 熱處理 零件經(jīng)過切削加工后，加工表內(nèi)的金屬組織結(jié)構(gòu)會發(fā)生很大變化，加上切削運動的影響，會產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，為了減小零件的變形，需要將材料的殘余應(yīng)力充分釋放。 鋁合金薄壁腔體零件一般采用低溫退火的熱處理方式。低溫退火熱處理的溫度(170℃-190℃)低于再結(jié)晶的溫度，不會影響零件的強度和硬度；低溫退火熱處理雖然不能完全去除零件的應(yīng)力，但可以去除其中的大部分，剩余的部分應(yīng)力，對零件加工變形的影響較小；低溫退火熱處理可以通過適當(dāng)?shù)谋貢r間達到要求的去應(yīng)力效果。。

        3.3 改進裝夾方法 在普通零件的加工過程中，裝夾方式通常采用臺虎鉗裝夾，對于圓形零件，也可以采用卡盤裝夾的方式，無論是臺虎鉗裝夾還是卡盤裝夾都會不同程度產(chǎn)生裝夾應(yīng)力。裝夾應(yīng)力和零件卸下后的彈性恢復(fù)會使零件產(chǎn)生一定的變形，在粗加工階段，由于只是去除多余的材料，可以采用臺虎鉗裝夾。 在精加工過程只能夠，必須改進裝夾方式，減小裝夾變形的影響，以達到設(shè)計要求的尺寸精度和形位公差。 鋁合金薄壁腔體零件在受力情況下很容易變形，加工這類零件，工藝上首先要解決的是裝夾引起的加工干涉問題。在鋁合金薄壁腔體零件加工過程中可以參照以下方式解決裝夾問題： 真空吸附裝夾方式：將工件放在吸盤上，并用配套的特種密封條將其底部與外界隔開，接著將底部抽真空，當(dāng)壓力表顯示真空達到指示值時，工件相當(dāng)于加有一定的壓力。。

        防變形裝夾方式：將零件通過銷釘定位，連接到安裝夾具上進行加工，加工過程中臺虎鉗裝夾的是安裝夾具，不與發(fā)生零件接觸；同時，零件在組裝和應(yīng)用時是以銷釘定位的，所以加工中心以對應(yīng)的銷釘孔作為裝夾定位基準，將更好的接近設(shè)計和使用要求，在夾具實際上也應(yīng)該以對應(yīng)銷釘孔為基準來控制夾具的中心和方位。。

        3.4 高速切削加工 高速切削加工有三個優(yōu)點：高效率、高精度和高編碼質(zhì)量、低切削溫度和低切削力。切削過程中，影響工件表面質(zhì)量的主要因素有切削時產(chǎn)生的積屑瘤、磷刺、振動以及切削刃的刃磨質(zhì)量、工件材料組織缺陷、切削液使用情況等，高速切削與普通切削相比，切削深度塊、材料變形速度快、應(yīng)變率大，不易產(chǎn)生積屑瘤、磷刺。同時，由于切削速度較快，切削熱大部分被切屑帶走，切削表面來不及產(chǎn)生塑性變形，銑削加工加工已完成。 高速切削加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)力可以控制在很小的范圍，這為高精度薄壁零件提供了可能和技術(shù)支撐，并大大縮短了加工周期，同時較好的保證了零件的尺寸精度和表面質(zhì)量。。

        4.結(jié)語 鋁合金薄壁腔體零件加工過程中，從優(yōu)化工藝流程、熱處理、改進裝夾方式、高速切削加工四個方面綜合考慮，結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點，制定合理的工藝流程和加工方案。就可以解決了零件加工變形問題，提高了零件的加工精度和表面質(zhì)量。 材料加工變形是一個綜合的問題並非僅為材料應(yīng)力問題，所以今後鋁友在遇到材料加工后變形這些情況請根據(jù)具體情況分析材料變形問題的關(guān)鍵，在不得罪客戶的前提實時有效的解決問題，減小損失。 。