周 兵

(中国工程物理研究院材料研究所，四川 江油 621907)

0 引言

随着加工技术的提升，越来越多的薄壁零部件应用到产品设计中。铝合金由于其比重小，比强度高的优点，广泛应用于薄壁零部件中。薄壁结构引发的一个重要问题就是刚性差，装夹容易变形，难以保证零件的加工精度[1]。铝合金薄壁零件加工主要面临以下几个问题：1)铝合金材料熔点较低，在加工中如果出现冷却不及时，容易在刀具上形成积屑瘤，改变刀具几何参数和锋利度，造成加工误差；2)随着材料的去除，材料内部的残余应力逐步释放出来，加上在切削过程中的加工应力，有可能在加工完成后出现零件变形；3)薄壁结构零件装夹容易产生变形，应尽量采用低应力的装夹方式。

1 铝合金薄壁零件工艺分析

图1 铝合金薄壁零件图

2 装夹有限元分析

在车削直径和粗车端面时，采用三爪卡盘装夹。在线切割后，精车端面不适合采用三爪卡盘装夹的方式，若采用三爪卡盘，工件在受三点径向力后容易产生装夹变形和装夹痕迹，破坏工件表面，翻面后重新装夹找正难以保证端面平行度。因此针对该工件，决定采用真空吸附的方式装夹工件。

在该零件加工案例中，通过真空吸附端面固定工件。目前有两种吸附方式，一种采用多孔吸附，一种采用环槽吸附。为了对比两种吸附方式对工件变形的影响，通过有限元仿真能够不必开展加工试验而直观反映工件的变形情况。

图2 真空吸附方式