薄壁鋁合金殼體零件加工方法及在機測量方（fāng）案

結合具體的加工實例，介（jiè）紹了一種薄壁鋁合金殼體的加工方案。通過合理的工藝安排（pái）和專用夾具設計，完美解決了零（líng）件加工（gōng）中（zhōng）的振動和變（biàn）形問題，具有很強的可操作性和指（zhǐ）導性，為（wéi）類似零件的加工提供了借（jiè）鑒。

1前言

薄壁鋁合金（jīn）殼體零件在機（jī）械領域中（zhōng）應用（yòng）廣泛，但其結構和形狀比較特殊。由於它們在切削（xuē）過（guò）程（chéng）中剛性和強度較差，容易產生振動和變形，難以保證零件的加工質（zhì）量。因此，薄（báo）壁鋁合金殼體（tǐ）零件的加工一直是機械加工領域的一個難題。本文以腰鼓薄壁鋁合金殼體（tǐ）的加工為例，通過工藝方案的確定、夾具（jù）的設計和應用，介紹了一種異（yì）形薄壁殼體（tǐ）零件的加工方法。

零件結構分（fèn）析

鼓形薄壁（bì）鋁合金殼（ké）體（tǐ）由鋁合金2A12製成，毛坯為（wéi）φ500mm×520mm的圓柱體，處於固溶T4狀態。零件結構中間為鼓形曲麵，兩端端麵翻邊。該零件的（de）最大外徑為480毫米。兩個端口分別有φ296mm和φ314mm的（de）塞子（zǐ），端麵上（shàng）分布有孔（kǒng）。中間鼓形（xíng）部分的壁厚（hòu）隻有2mm。這個零件的尺寸要求精度為IT6。加（jiā）工難點分析如下:①去除大量毛坯，容易造成工件應力變形。②工件壁厚隻有2mm，整個結構的剛度和強度較差，容易導致切削過程中的顫振和變形。③工件為異形結構，兩端法（fǎ）蘭厚（hòu）度（dù）隻有18mm，中間部分強度較（jiào）差。在（zài）工件的（de）軸向（xiàng）或徑（jìng）向施加（jiā）夾緊力會引起（qǐ）零件的變形，如（rú）何夾緊是個問題。鑒於以上分析，該零件的加工要點是:工藝方案（àn）中（zhōng）必須充分（fèn）考慮消除應（yīng）力，避免裝夾變形，加強（qiáng）工件的剛（gāng）性。

3加工方案的確定

3.1製定加（jiā）工工藝方案。

處（chù）理方案如下。

1)加工分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。粗加工階段，在殼體具有足夠強度的前提下，去除大部分餘量（liàng）；半精加工階段，兩端法（fǎ）蘭和內部形狀基本成型，留有少許餘量，端（duān）孔（kǒng）係完成；精加工（gōng）分兩步加工關鍵部位。第一步是將兩端的法蘭和（hé）內部形（xíng）狀加工到工藝尺（chǐ）寸，第二（èr）步是將所（suǒ）有形狀加工（gōng）到工藝尺寸。

2)在（zài）粗加工和半精（jīng）加工後的精加工前安排去應（yīng）力處理，以消除零件加工過程中產生的內應力，減少應力和變形，保證尺寸和幾何精度。

3.2夾具設計

夾具設計是該零件加工的關鍵。為了（le）保（bǎo）證零件的尺（chǐ）寸和幾何要求，加強零件的剛性，夾具必須同時具有夾緊、定位和支撐的（de）功能。設計夾具如圖2所示。夾具包括圓筒(內徑210mm)、支撐（chēng）板A、支撐板B、可調支（zhī）撐柱、橡膠保護帽、開口楔環、壓緊螺母（mǔ）等部件。圓柱體一端設有夾緊端，中（zhōng）間圓柱麵陣列設有交叉螺紋孔，另一端設有滑動部和螺紋；a .支撐板的內擋塊與氣缸的夾緊端小間隙（xì）配合，並用螺釘固定；可調支（zhī）撐柱上有鎖緊螺母，鎖緊螺母放（fàng）在（zài）圓筒中部圓柱麵上的螺紋孔內，橡膠保護（hù）帽套在可調支（zhī）撐柱（zhù）的另一端；b .支撐板的內錐孔與拚合楔環（huán）的外錐麵配合，同時套入氣缸（gāng）的滑（huá）動部分；A托板和B托板之間（jiān）形成夾持零件的工位；筒體的螺紋上設有壓緊（jǐn）螺母，壓緊螺母壓緊拚合楔環楔入B支撐板與筒體滑動件之間，使B支撐板與筒體滑（huá）動件緊密連接；橡膠保護帽既能支撐，又能減振，保護工件表麵。

4具體實施模式

1)先對工件毛坯進行粗加工（gōng），保證形狀與零件相似，每個尺寸留3mm餘量（liàng），加工後後壁厚度為8mm。

2)進行時效熱處理，充分釋放工件內（nèi）應（yīng）力。

3)半精加工（gōng）兩端法蘭和內部形狀基本成型，留有1mm餘量，端孔係完成。

4)再次進行時效熱（rè）處理，以充分釋放工件的內應力。

5)精加工工件內部形狀（zhuàng）和兩端至（zhì）技術尺寸（cùn）要求，加（jiā）工完成時（shí）工件（jiàn）壁厚為（wéi）5mm。

6)使用設計的夾具加工（gōng）零件的所有形狀。首（shǒu）先，在夾具上安裝零件，如圖3所示。將A支撐板插入氣（qì）缸，使其內（nèi）擋塊與氣缸的夾緊端相配合，並用M12螺釘固定。將（jiāng）鎖緊螺母安裝在可調支撐柱上（shàng），並將其放入氣缸中心氣缸的（de）螺紋孔（kǒng）中（zhōng）。在初始狀（zhuàng）態下，將所有可調（diào）支撐柱返回到缸腔中，以確保（bǎo）工件的順利裝載。將橡膠保（bǎo）護帽插入（rù）可調支撐（chēng）柱的另一端，並從氣缸的右（yòu）端裝載工件。從氣缸右端安裝B支撐板，使B支撐板上的擋塊與零件大端法蘭的擋塊相匹配，用M6螺釘10連接，安裝（zhuāng）拚合楔環，使拚合楔環的外錐與B支撐板（bǎn）的內錐孔接觸，安裝壓緊螺母壓緊拚合楔環， 將拚合楔環楔入B支（zhī）撐板和汽缸（gāng）之間，並確保B支撐板和汽缸滑動部分之間的緊密（mì）連接。 從氣缸內腔調整可（kě）調支撐柱(將圓柱形（xíng）扳手插入可調支撐（chēng）柱的孔中，順時針旋轉)，由內向外（wài）逐個（gè）調整可調支撐柱，直到橡膠保護帽緊靠工件內（nèi）壁。緊固力要均勻可靠，使橡膠保（bǎo）護帽（mào）既能支撐工件（jiàn）內壁，又能（néng）使工件頂部變形(如果掌握（wò）不好力度，可以（yǐ）在調整（zhěng）支撐柱時壓表)。調整後（hòu），用鎖緊（jǐn）螺母鎖緊可調支撐（chēng）柱。將工件裝在機床卡盤上，安（ān）裝夾具左端，將機床尾座頂板（bǎn）壓在夾具右端，將零件加工到最終尺寸。

5結束語

摘要:結合具（jù）體（tǐ）的加工實例，介紹了一種薄壁鋁（lǚ）合金（jīn）殼體（tǐ）的（de）加工方案，重點介紹了一種能夠同時實現夾緊、定位（wèi）和支撐的夾（jiá）具設計方法，完美地解（jiě）決了零件加工中的振動和變形問題。該加工方案保證了被加工（gōng）零件的尺（chǐ）寸、形狀和（hé）表麵的技術要求（qiú），具有較強的可操作性和指導性，為類似（sì）零件提（tí）供了解決方（fāng）案和加工經驗。