1薄壁铝合金材料切削加工面临的难点
第一，难以制定热处理参数。由于铝合金材料激活能大，熔点低，一旦温度升高，就容易出现较大塑性，导致材料组织过于疏松，在切削之后，很容易出现粘刀的问题。另外伴随着加工性质的不同，其参数与热处理状态也会有所差异。第二，容易出现切削加工变形。由于薄壁铝合金零件本身的刚度交叉，由于应力的释放，在每一次的切削加工中，就会出现零件变形，最终影响尺寸精度与形位公差[1]。第三，难以控制材料实际的加工切削用量。考虑到切削深度、进给量、切削速度等影响，所以在加工中很可能因为振动，导致零件出现变形。第四，在切削之后容易存在较大的残留应力。在加工之后，由于主切削力的影响，零件很容易出现弹性应力变形，并且其内部的应力变形会在加工完成之后释放，零件会恢复其弹性变形。在加工零件之后，由于径向夹紧力与切削力的影响，就会有弹性应力变形的出现，如果无法完全释放内部组织的残留应力，在温冲试验以及环境温度条件之下，一旦释放出现了变形，就会报废零件。第五，因为夹紧而出现变形。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，由于椭圆变形的出现，就可能保费零件。第六，容易被氧化。由于铝本身的化学性质较为活泼，容易与氢产生化学反应，使得很细的针孔出现在零件表面，这样对零件的力学性能也会产生影响。
2薄壁铝合金加工变形消除工艺
第一，考虑到铝合金材料本身加工性偏强，所以在进行加工时，应该尽可能避免因为切削刀的磨损，从而造成屑瘤的存在，影响正常的刀具使用，从而对生产带来影响。最好的方式就是合理选择刀具材料，并且配合上几何参数，将切削的精准度提高，同时，强化设备的强度与性能，进而提高其在运行过程中的可靠性与稳定性。第二，做好零件加工工艺流程的妥善选择。由于薄壁零件本身的精度要求较高，所以在加工工艺中还需要考虑到加工应力的剔除，能够做好加工尺寸的稳定，在进行半精加工之后就开始基准的精加工，将定位基准的椭圆度消除，然后通过循环的精加工，将加工应力逐次消除。第三，做好零件加工切削要素的选择。由于铝合金材料本身的性质，因此，铝合金材料很适合进行高速的切削加工，一般进行粗加工中选择切削较大的速度，保持较大的走刀量。由于薄壁的影响，所以，半精加工的切削速度保持在粗加工的2/3倍，而精加工最好选择1/3倍，降低走刀量。第四，利用热处理产生，将加工应力消除。通过人时效处理+淬火来进行毛坯处理，有利于组织硬度的提高，也可以帮助组织晶粒均化。第五，利用切削液，帮助材料消除氧化。在加工中，可以利用极压乳化液或者是选择一定的浇注方式来控制切削温度，避免氯元素与氢产生化学反应，这样就可以避免材料被腐蚀[2]。
3薄壁铝合金加工案例分析
下图1为某中薄壁铝合金壳体零件，具体的参数如图所示。由于薄壁铝合金零件属于回转体，所以，在加工的时候选择车削为主，但是在加工中面临下述几个方面的难点，需要针对性调整，才能保证加工工艺，避免出现变形。
3.1由于零件装夹困难，存在的径向夹紧力会导致零件出现变形
由于薄壁壳体零件本身的壁厚只有1.5mm，所以在进行夹紧处理的时候很容易变形，根据零件后端大外圆Φ180mm、孔Φ134mm、前端Φ138mm外圆以及端面对精度的要求，所以，需要进行定位与装夹之后，才能满足行位公差以及零件精度的要求，为了满足加工技术提出的零件加工要求，将径向夹紧力的变形消除，就可以在零件的Φ180mm后断面使用下图2的工艺凸台，利用换压板进行轴向的夹紧处理，这样就可以帮助零件完成一次定位外圆、孔以及端面的成形加工要求。
3.2由于高温切削，很容易让零件氧化
由于铝合金材料本身很容易与氢气产生化学反应，导致工件的表面出现诸多针孔，这时，就可以选择空刀杆浇注的方式，利用刀杆中间的孔，将切削液直接喷注在零件接触加工的表面以及刀尖之上，将切削区域的温度降低。由于粗加工需要较大的切削用量，使得加工区域的切削温度偏高，这时可以选择5%的乳化切削液，来降低刀尖的切削温度，以达到提升刀具耐用度的目的。在精加工时，为了避免铝合金材料受到腐蚀，减少粘刀以及摩擦的出现，冷却液可以选煤油加机油的混合油，这样有利于零件表面加工质量的控制。
4结语
总而言之，随着时代的发展，现代工业领域当中对于薄壁铝合金材料使用越来越频繁，但是频繁的使用却会让使用者面临薄壁铝合金材料容易变形的尴尬局面。所以，解决加工变形就成为薄壁铝合金零件加工需要解决的问题。希望通过本文对薄壁铝合金加工变形的分析，能够为今后的加工有所帮助，当然，也希望在今后的实际操作中总结出更多更好的变形控制经验，从而来提高薄壁铝合金零件整体的加工质量。
作者：刘磊 单位：中信戴卡股份有限公司
