1.铣削过程
铣削过程是刀具与零件之间的相对运动，将零件上多余的材料去除的过程，在整个运动过程中，需要满足一定形状、尺寸和精度的要求。
铣刀对零件进行加工时，切削刃是在零件垂直方向上进行进给运动，在运动过程中需要对几何力进行分析，受力分析如图1.1.
F.合力、Fx.剪切面分力、Fa前刀分力、Ft.切向力、Ff.进给力
图1.1 切削过程中受力几何关系
薄壁深腔框体零件在铣削过程中容易出现以下几点问题：
（1）切削变形。在铣削过程中，薄壁零件本身没有强度，在切削力的作用下会产生弹性变形，对切削宽度和深度产生影响；
（2）切削振动。在铣削过程中切削刃对零件表面连续的铣削，切削运动会有波动状态，同时刀具在做直线运动，工件和刀具之间会产生振动，零件表面会产生振纹，刀具和设备也会产生影响，不能保证加工精度；
（3）残余应力。零件在切削完成之后，切削力与切削热相互作用下，零件会产生残余应力，会导致薄壁零件翘起和扭曲，严重的会产生开裂。
2.切削力研究
由于薄壁零件的结构和强度柔等原因，材料的去除率高，在加工过程中非常容易产生变形，为了减少变形量的产生和提高零件的精度，需要利用分析软件对切削过程进行分析。
对于切削力的研究分析，主要会利用到有限元分析方法，主要的流程如图2.1.
图2.1切削力分析流程图
（1）建立动力学方程。对刀具建立有限元运动方程，分析切削过程中的载荷力，面力、体力等；
（2）让刀变形计算。铣刀的受力变形如图2.2，整个受力简化为悬臂梁的受力分析模型，刀具长度为l，轴向切深为a，铣削部分为b；
图2.2 铣刀受力分析模型图
（3）弯曲变形量计算。根据力学方程和刀具切削力情况计算薄壁零件变形量，如果该数值可以满足回弹，并且没有残余应力，不能影响零件本身质量，可以进行零件加工，反之，零件的切削参数需要重新计算，保证零件的加工精度。
3.装夹力研究
在零件加工中，需要夹具对零件进行定位，保证零件加工过程中的稳定，同时也保证零件加工中的位置精度，但夹具对薄壁零件的装夹过程中会对零件产生变形的影响，因此在对夹具的装夹力研究中，主要考虑一下几点：
（1）夹具与零件之间夹紧的接触区域的几何形状，该形状会影响夹具的夹紧类型，同时也会影响夹紧力的大小；
（2）夹具夹紧单元的数量和夹紧的位置；
（3）夹具夹紧区域的刚度以及寿命；
（4）辅助支撑的数量；
（5）零件在夹紧过程中，每个加点的夹紧顺序。
装夹力会直接影响加工精度，例如圆形回转体薄壁零件在加工过程中对其进行装夹，示意图如图3.1.
图3.1 环形薄壁零件装夹图
零件装夹完成之后需要对零件的内部进行加工，夹具本身为刚性体，在夹紧过程中不会产生弹性变形。在夹紧时，为了保证零件不会出现滑动，需要非常大的夹紧力，但施加过程中又会对零件产生变形，而刀具在对零件进行加工时，切刀又会对零件产生弹性让刀变形。
为了解决以上装夹和加工中零件的变形，一般会利用辅助支撑在零件的下部进行辅助夹紧。通过夹具的两点定位和辅助支撑定位，最终实现工件的夹紧。但在零件的实际加工过程中，还需要考虑零件的回弹变形，避免刀具与夹紧作用后，零件的尺寸发生大幅度的改变，与实际得到的零件尺寸不符，产生废品。
结论
薄壁深腔框体零件是飞机壁板类零件中非常典型的零件，在制造加工过程中非常容易发生变形，很多企业加工依然采用传统的加工方式，会影响零件的加工精度和加工效率，需要采用数控高精密设备对其加工，并且在加工过程中采用专用夹具进行装夹与定位，需要详细的对切削力和装夹力进行计算研究分析，保证薄壁零件的制造，节省制造与加工成本。
参考文献
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