【案例】薄壁鋁合金殼體加工變形解決方案
發布時間：2024/01/18
應用單位：某研究所
工件：鋁合金薄壁殼體
存在問題：殼體分為上下腔殼體，其材料為5A05冷軋鋁合金板材，后續有加熱320℃保溫時間為3h的退火工藝，工件在進行銑槽機加工工藝后，結構件容易發生整體扭曲，工件長度方向且呈彎拱狀，中間處上翹0.2mm左右，不能滿足設計指標。
解決思路：在工件毛坯和半精加工過程中采用模態寬頻定位時效技術降低和均化工件本身的殘余應力，從而達到控制工件成品尺寸精度的目的。
解決方法：
1. 對毛坯進行模態寬頻定位時效。
2. 對半精加工過程中的工件進行模態寬頻定位時效。
成果：
毛坯狀態下定位時效后，經測，殼體在振動后殘余應力值明顯下降和均化。經后續加工后，測量零件的長度和平面度，和原工藝對比分析發現，振動時效后零件的尺寸精度有了顯著改善，滿足了設計和工藝要求。
案例解析：
零件在加工過程中受力的影響，容易產生殘余應力，誘發加工變形。有些薄壁件在以往的加工中，通常采用多工序間多次進行熱時效消除應力的方式。由于多次熱時效后材料性能將發生改變，影響零件使用。而零件進行熱時效次數少，則應力去除效果不理想，不能徹底消除零件的殘余應力或使應力分布勻化，無法滿足加工精度要求。
采用振動時效對零件進行變形控制，一定程度上彌補了熱時效工藝的不足，對于鋁合金及非時效強化型合金優勢尤為明顯。而模態寬頻時效作為振動時效的一種，頻率范圍為0-1000Hz，是傳統振動時效的六七倍，適用于中小型的板、盤、環、框等輕型薄壁件，解決了薄壁件應力調控的難題。
