鋁件加工不得(dé)不知的技巧性問(wèn)題
鋁件零件加(jiā)工變形的原因很(hen)多,與材質、零件形(xing)狀、生産條☔件等都(dōu)有關系。主要有以(yǐ)下幾個方面:毛坯(pī)内應力引起的變(biàn)形🍉,切削力、切削熱(rè)引起的變形,夾緊(jin)力引起的變形。
一(yi)、減少加工變形的(de)工藝措施
1降低毛(máo)坯内應力
采用自(zì)然或人工時效以(yi)及振動處理,均可(kě)部分消除毛坯的(de)㊙️内應力。預先加工(gong)也是行之有效的(de)工藝方法🔴。對肥頭(tou)大耳的毛坯🐅,由于(yú)餘量大,故加工後(hou)變形也大。若預先(xiān)加工掉毛坯的多(duō)餘部分,縮小各部(bu)分的餘量,不僅可(kě)以減少以後工序(xù)的加工變形,而且(qiě)預先加工🏃♀️後放置(zhì)一段時間,還可以(yǐ)釋放一部分内應(yīng)力。
2改善刀具的切(qie)削能力
刀具的材(cái)料、幾何參數對切(qie)削力、切削熱有重(zhong)要的❄️影響,正确選(xuǎn)擇刀具,對減少零(líng)件加工變形至關(guān)重要。
(1)合理選擇刀(dao)具幾何參數。
①前角(jiǎo):在保持刀刃強度(du)的條件下,前角适(shì)當選擇大一些🏃🏻♂️,一(yi)方面🤟可以磨出鋒(feng)利的刃口,另外可(kě)以減少切削變形(xíng)🈲,使排屑順利,進而(ér)降低切削力和切(qie)削溫度。切忌使用(yòng)負前角刀🈚具。
②後角(jiao):後角大小對後刀(dao)面磨損及加工表(biǎo)面質量有直接的(de)影響。切削厚度是(shi)選擇後角的重要(yao)條件。粗銑時,由于(yu)進給量大,切削負(fu)荷重,發熱量大,要(yào)求刀具散熱條件(jiàn)好,因此,後角應選(xuan)🚩擇小一💜些。精銑時(shí),要求刃口鋒利,減(jian)輕後🛀🏻刀面與加工(gōng)表面的摩擦,減小(xiao)彈性變形,因🈲此,後(hou)角應選擇大一些(xiē)。
③螺旋角:爲使銑削(xuē)平穩,降低銑削力(lì),螺旋角應盡可能(néng)選擇大一❗些。
④主偏(pian)角:适當減小主偏(pian)角可以改善散熱(re)條件,使加🛀🏻工區✊的(de)平均溫度下降。
(2)改(gai)善刀具結構。
①減少(shao)銑刀齒數,加大容(róng)屑空間。由于鋁件(jiàn)材料塑性較大,加(jiā)工中切削變形較(jiào)大,需要較大的容(rong)屑空間,因此容屑(xie)槽底半徑🥵應該🏃♀️較(jiao)大、銑刀齒數較少(shǎo)爲好。
②精磨刀齒。刀(dāo)齒切削刃部的粗(cu)糙度值要小于Ra=0.4um。在(zài)使用😄新刀之前,應(yīng)該用細油石在刀(dao)齒前、後面輕輕磨(mo)幾下,以消除刃🔱磨(mó)刀齒時👄殘留的毛(mao)刺及輕微的鋸齒(chǐ)紋。這樣,不但可以(yi)降☀️低切削熱而且(qie)🔅切削變形也比較(jiào)小。
③嚴格控制刀具(jù)的磨損标準。刀具(ju)磨損後,工件表面(miàn)粗糙度值增加,切(qiē)削溫度上升,工件(jiàn)變形随之增加。因(yīn)此,除選用耐磨性(xing)好的刀具材料外(wai),刀具磨損标準不(bú)應👨❤️👨該大于0.2mm,否則容(rong)易産生積屑瘤。切(qiē)削時,工件的溫度(dù)一般不要超過100℃,以(yi)防止變形。
3改善工(gōng)件的夾裝方法
對(dui)于剛性較差的薄(báo)壁鋁件工件,可以(yi)采用以下的夾裝(zhuāng)方法,以減少變形(xíng):
①對于薄壁襯套類(lei)零件,如果用三爪(zhǎo)自定心卡盤或彈(dàn)🔴簧🏃♂️夾頭從🏃♀️徑向夾(jia)緊,加工後一旦松(song)開,工件必然😘發生(sheng)變形。此時🌈,應該♈利(lì)用剛性較好的軸(zhou)向端面壓緊的方(fang)法。以零⭐件内孔定(ding)位,自制一個帶螺(luó)紋的穿心軸,套入(rù)🛀零件的内👉孔,其上(shang)用一個蓋闆壓緊(jin)端面再用螺帽背(bèi)緊。加工外圓時就(jiù)可避免夾緊變形(xíng),從📱而得到滿意🐉的(de)加工精度。
②對薄壁(bì)薄闆工件進行加(jia)工時,最好選用真(zhen)空吸盤,以獲得分(fen)布均勻的夾緊力(lì),再以較小的切削(xue)用量來加工,可以(yi)很好地防止工件(jiàn)變形。
另外,還可以(yǐ)使用填塞法。爲增(zēng)加薄壁工件的工(gōng)藝剛性,可在工件(jiàn)内部填充介質,以(yǐ)減少裝夾和切削(xue)過程中工件達變(biàn)形。例如,向工件内(nei)灌入含3%~6%硝酸鉀的(de)尿素熔融物,加工(gōng)以後,将工件浸入(rù)水或酒精中,就可(kě)以将該填充物溶(róng)解倒出。
4合理安排(pái)工序
高速切削時(shi),由于加工餘量大(da)以及斷續切削,因(yin)此銑❤️削🔞過程往往(wang)産生振動,影響加(jia)工精度和表面粗(cū)糙度。所以,數控高(gao)速切削加工工藝(yi)過程一般可分爲(wèi):粗加🚶工—半精🈲加工(gong)—清☂️角加工—精加工(gōng)等工序。對于😍精度(dù)要求高的零件,有(yǒu)時需要進行二次(ci)半精加工,然後再(zài)進行精加工。粗加(jia)工之後,零件可以(yi)自然冷卻,消除粗(cū)加工産生的内應(yīng)力,減小變形。粗加(jiā)工之後留下的餘(yu)量應大于變形量(liàng),一般爲1~2mm。精加工時(shí),零件精加工表面(mian)要保持均勻的加(jia)工餘💜量,一般以0.2~0.5mm爲(wèi)❗宜,使刀具在加工(gong)過程⭐中處于平穩(wen)的狀态,可以大大(da)減少切削變形🧑🏽🤝🧑🏻,獲(huò)得良好的表面加(jia)工質量,保證🈲産品(pin)的精度。
二、減小加(jiā)工變形的操作技(jì)巧
鋁件材料的零(ling)件在加工過程中(zhōng)變形,除了上述的(de)原因之外,在實際(ji)操作中,操作方法(fǎ)也是非常重要👈的(de)。
1、對于加工餘量大(da)的零件,爲使其在(zai)加工過程中有比(bi)較好的散熱條件(jian),避免熱量集中,加(jiā)工時,宜采用對稱(chēng)加工。如有🧑🏾🤝🧑🏼一塊♌90mm厚(hòu)的闆料需要加工(gōng)到60mm,若銑好一面後(hou)立即銑削另一🍉面(miàn),一次㊙️加工到最後(hou)尺寸,則☔平面度達(da)❌5mm;若采用反複進刀(dao)對稱加工,每一面(miàn)分兩次加工到最(zuì)後尺寸,可保證平(ping)面度達到0.3mm。
2、如果闆(pǎn)材零件上有多個(gè)型腔,加工時,不宜(yí)采用一個型💛腔一(yi)㊙️個型腔的次序加(jia)工方法,這樣容易(yì)造成零件👌受力💚不(bu)均勻而🔱産生變形(xíng)。采用分層多次加(jia)工,每一層盡量同(tong)時加工到所有的(de)型腔,然後再加工(gōng)⛷️下一個層次,使零(ling)件🍓均勻受力,減小(xiao)變形。
3、通過改變切(qiē)削用量來減少切(qiē)削力、切削熱。在切(qiē)削🙇🏻用量的三要素(su)中,背吃刀量對切(qie)削力的影響很大(da)。如果加工🛀餘量☀️太(tài)大,一次走刀的切(qie)削力太大,不僅😍會(huì)使零件變形,而且(qiě)還✔️會影響機床主(zhu)軸剛性、降低💚刀具(jù)的耐🔞用度。如果減(jian)少背吃刀量,又會(huì)使生産效㊙️率大打(dǎ)折扣。不過,在數控(kòng)加工中都是高速(su)銑削,可以克服這(zhe)一🍓難題。在減少背(bei)吃刀量的同時,隻(zhi)要相應地增大進(jin)給,提高機床的轉(zhuan)速,就可以降低切(qiē)削力,同時保證加(jiā)工效率。
4、走刀順序(xù)也要講究。粗加工(gong)強調的是提高加(jia)工效率,追求單位(wèi)時間内的切除率(lǜ),一般可采用逆銑(xi)。即😄以最🤟快的速度(dù)、最短的時間切除(chú)毛坯表面的多餘(yu)♍材料,基本形成精(jing)加工所要求的幾(ji)何📞輪廓。而精加⚽工(gōng)所強調的是高精(jīng)度高質量🔱,宜采用(yong)順銑。因爲順銑時(shi)刀齒的切削厚度(du)從最大逐漸遞⛷️減(jiǎn)至零,加工🌈硬化程(cheng)度大爲減輕,同時(shi)減輕零件的變形(xing)程度。
5、薄壁工件在(zai)加工時由于裝夾(jia)産生變形,即使精(jīng)加工也是難以避(bì)免的。爲使工件變(bian)形減小到最低限(xiàn)⛹🏻♀️度,可以在精加工(gong)即将達到最後尺(chi)寸之前,把壓緊件(jiàn)松一💰下,使工件自(zì)由🔞恢複到🌈原狀,然(rán)後再輕微壓‼️緊,以(yǐ)剛能夾住工件爲(wei)準(完全憑手感),這(zhe)樣可以獲得理想(xiang)的加📧工效果。總之(zhī)☀️,夾緊力的作用點(diǎn)最好在支承面上(shang),夾緊力應作用在(zài)工件剛性好的方(fang)🔴向,在保證工件不(bu)松動的前提下,夾(jia)緊力越小越好。
6、在(zai)加工帶型腔零件(jiàn)時,加工型腔時盡(jìn)量不要讓銑刀像(xiang)鑽頭似的直接向(xiang)下紮入零件,導緻(zhì)銑刀容屑🌍空間🐕不(bu)夠,排屑🈚不順🔞暢,造(zào)🈲成零件過熱、膨脹(zhàng)以及崩刀、斷刀等(deng)不利現象。要✍️先用(yong)與銑刀同尺寸或(huo)大一号的鑽頭鑽(zuàn)下刀孔,再用銑刀(dāo)⛹🏻♀️銑削。或者,可以用(yòng)CAM軟㊙️件生産螺旋🈲下(xia)刀程序。