基於變形控制的薄壁板狀壓鑄件加工精度保證

隨着制造業的迅速發展，對機械零件比強度和比剛度的要求越來越高，薄壁板狀結構件被大量採用。此類結構件普遍存在鑄造和機械加工工藝性差的問題，毛坯在鑄造生產時容易變形，零件在機加工過程中也容易因殘餘應力和支撐裝夾方式不當變形，導致加工尺寸及位置度超差，甚至影響疲勞壽命以及工作強度。本課題以中間板爲例，講述了如何通過抑制壓鑄和機加工過程的變形，保證薄壁板狀壓鑄件的加工精度。

圖文結果

中間板是某汽車變速箱內用於固定兩側馬達的關鍵零件，質量約爲1.2kg，材質爲ADC12壓鑄鋁合金，外形見圖1，屬典型的薄壁板狀零件，呈圓盤狀，外形尺寸約爲φ340mm，中間連接部位壁厚爲5mm，爲使設計輕量化，有大面積鏤空，極大地降低了零件的剛性，增加了其壓鑄和加工的難度。

圖1 中間板的外形圖

圖2 有嚴格精度要求的部位示意圖

圖3 中間板方案2夾具1.壓頭 2.U軸尾架 3.尾架L板 4.夾具底板 5.菱形銷6.浮動支撐 7.固定支撐 8.預定位導向柱 9.圓形銷

由於中間板剛性差，很小的夾緊力矩也能產生槓杆效應，使工件產生局部變形，加工後回彈，降低加工精度。因此，對這類零件夾緊點與支撐點必須點對點設置，盡量使夾緊力臂爲0。動作順序是：工件放置到位→固定支撐夾緊→浮動支撐上浮→浮動支撐夾緊點夾緊。

圖4 Z3-2孔Y向坐標偏移波動圖

圖5 立式加工中心X/Y向熱偏移

首先毛坯的變形量要控制在一個合理的範圍內，爲機加工提供相對可靠的定位粗基準。毛坯加工餘量的預留量取決於其尺寸精度，精度越高，餘量可越小。對薄壁板狀工件，夾具的設計與制造質量至關重要，調試合格之後，日常維護也要重視。機牀的熱變形對銑平面度的影響不大，對孔位的影響有時非常大，要設法補償。

本文作者：黃志偉 李珊嶺南師範學院機電工程學院

本文來自：《特種鑄造及有色合金》雜志，《壓鑄周刊》戰略合作夥伴