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鋁(lü)件零件加工變形(xíng)的原因很多,與材(cái)質、零件形狀、生👨❤️👨産(chǎn)條💰件等都有關系(xi)。主要有以下幾個(gè)方面:毛坯内應力(lì)引起的變形,切削(xuē)力、切削熱引起的(de)變形,夾🥵緊力引起(qǐ)的變㊙️形。
一、減少加(jia)工變形的工藝措(cuo)施
1 降低毛坯内應(yīng)力
采用自然或人(rén)工時效以及振動(dòng)處理,均可部分消(xiao)除毛坯的内應力(lì)。預先加工也是行(hang)之有效的工藝🌂方(fang)法。對肥🈲頭大耳的(de)毛坯,由于餘量大(dà),故加工後變形也(yě)大。若預先加工掉(diao)毛坯的多餘部分(fèn),縮小各部分的餘(yú)量🈲,不僅可以減少(shao)以後工序的加工(gong)變形,而且預先加(jia)工後放置一段💛時(shi)間,還可以釋放一(yī)部分内應力。
2 改善(shàn)刀具的切削能力(li)
刀具的材料、幾何(hé)參數對切削力、切(qiē)削熱有重要的影(yǐng)響,正确⭐選擇刀具(ju),對減少零件加工(gong)變形至關重要。
( 1 )合(hé)理選擇刀具幾何(hé)參數。
① 前角:在保持(chi)刀刃強度的條件(jian)下,前角适當選擇(ze)大一些,一方✊面可(kě)以磨出鋒利的刃(rèn)口,另外可以減少(shao)切削變形,使排屑(xie)順✌️利,進而降低切(qie)削力和切削溫度(dù)。切忌使用負前角(jiao)刀具。
② 後角:後角大(da)小對後刀面磨損(sun)及加工表面質量(liang)有直接的🔞影響。切(qie)削厚度是選擇後(hou)角的重要條件。粗(cu)銑時,由于進給量(liàng)大,切削負荷重,發(fā)熱量大,要求刀🤟具(jù)散熱條件好,因此(cǐ),後⭕角應選擇小一(yi)些。精銑時,要⭐求刃(ren)口鋒利,減輕後刀(dao)面與加🎯工表面的(de)摩擦,減小⛱️彈性變(bian)形,因此,後角應選(xuǎn)擇大一些。
③ 螺旋角(jiǎo):爲使銑削平穩,降(jiàng)低銑削力,螺旋角(jiǎo)應盡可㊙️能😄選擇大(dà)一些。
④ 主偏角:适當(dāng)減小主偏角可以(yǐ)改善散熱條件,使(shi)加工區🤟的平均💔溫(wēn)度下降。
( 2 )改善刀具(jù)結構。
① 減少銑刀齒(chi)數,加大容屑空間(jiān)。由于鋁件材料塑(sù)性較大,加工😘中💃🏻切(qiē)削變形較大,需要(yào)較大的容屑空間(jian),因此💚容屑槽底📱半(ban)徑應該較大、銑刀(dāo)齒數較少爲好。
② 精(jing)磨刀齒。刀齒切削(xuē)刃部的粗糙度值(zhí)要小于 Ra=0.4um 。在使用新(xin)刀之前,應該用細(xì)油石在刀齒前、後(hòu)面輕輕🌂磨幾下,以(yǐ)消除刃磨刀齒時(shí)殘留的毛刺及輕(qīng)微🔞的鋸齒紋。這樣(yàng),不但可以降低切(qie)削熱而且切削變(biàn)形也比較小。
③ 嚴格(gé)控制刀具的磨損(sǔn)标準。刀具磨損後(hòu),工件表面粗糙度(dù)值增加,切削溫度(dù)上升,工件變形随(suí)之增加。因此,除選(xuǎn)用耐磨性好的刀(dao)具材料外,刀具磨(mó)損标準不應該大(dà)于 0.2mm ,否則容易産生(shēng)積屑瘤。切削時,工(gōng)件的溫度一般不(bu)要超過 100 ℃ ,以防止變(bian)形。
3 改善工件的夾(jia)裝方法
對于剛性(xìng)較差的薄壁鋁件(jiàn)工件,可以采用以(yi)下的夾裝🏃♂️方法,以(yǐ)減少變形:
① 對于薄(bao)壁襯套類零件,如(rú)果用三爪自定心(xin)卡盤或彈簧夾頭(tou)從徑向夾緊,加工(gong)後一旦松開,工件(jiàn)必然發生變形。此(ci)時,應該利用剛性(xing)較好的軸向端面(miàn)壓緊的方法。以零(líng)♉件内孔定位,自制(zhi)一個帶螺紋的穿(chuān)心軸,套入🚩零件的(de)内孔,其上用一個(gè)蓋闆壓緊端面再(zài)用螺帽背㊙️緊。加工(gōng)外圓😄時就可避免(miǎn)夾緊變形,從而得(de)到滿意的加工精(jing)度。
② 對薄壁薄闆工(gōng)件進行加工時,最(zuì)好選用真空吸盤(pan)📱,以獲得🌈分布均勻(yún)的夾緊力,再以較(jiao)小的切削用量來(lai)加工,可🈲以很好地(di)防止工件變形。
另(ling)外,還可以使用填(tian)塞法。爲增加薄壁(bì)工件的工藝🌏剛性(xìng)✔️,可在工件内部填(tian)充介質,以減少裝(zhuāng)夾和切削過程中(zhong)工件達變形。例如(rú),向工件内灌入含(hán) 3% ~ 6% 硝酸鉀的尿素熔(rong)融物,加工以後,将(jiang)工件浸入水或酒(jiu)精中,就♈可以将該(gāi)填充物溶解倒出(chu)。
4 合理安排工序
高(gāo)速切削時,由于加(jiā)工餘量大以及斷(duàn)續切削,因此銑削(xue)過程往往産生振(zhèn)動,影響加工精度(dù)和表面粗糙度🤟。所(suǒ)以,數控⛷️高速切削(xue)加工工藝過程一(yī)般可分爲:粗加工(gong) — 半精加工 — 清角加(jia)工 — 精加工等工序(xù)。對于精度要求高(gao)的零件,有時需要(yào)進行二次半精加(jiā)工,然後再進行精(jīng)加工。粗加工之後(hou),零🚩件可以自然冷(lěng)卻,消除粗加工産(chǎn)生的内應力,減小(xiao)變形。粗加💜工之後(hòu)留下的餘量應大(da)于變形量,一般爲(wèi) 1 ~ 2mm 。精加工時,零件精(jing)加工表面要保持(chi)均勻的加工餘量(liàng),一般以 0.2 ~ 0.5mm 爲宜,使刀(dāo)具在加工過程中(zhong)處于平穩的狀态(tài),可以大大減少切(qie)削變形,獲得良好(hao)的表面加工質量(liang),保證産品的精度(dù)。
二、減小加工變形(xíng)的操作技巧
鋁件(jian)材料的零件在加(jia)工過程中變形,除(chú)了上述的原⚽因之(zhi)外,在實際操作中(zhong),操作方法也是非(fēi)常重要的。
1 、對于加(jiā)工餘量大的零件(jian),爲使其在加工過(guò)程中有比較好的(de)散熱條件,避免熱(re)量集中,加工時,宜(yí)采用對稱加工。如(rú)有一塊 90mm 厚的闆料(liao)需要加工到 60mm ,若銑(xi)好一面後立即銑(xǐ)削另一面,一次加(jia)工到最後尺💞寸,則(ze)平面度達 5mm ;若采用(yong)反複進刀對稱加(jia)工,每一面分兩次(ci)加工到最後尺寸(cun),可♊保證平面度達(dá)到 0.3mm 。
2 、如果闆材零件(jiàn)上有多個型腔,加(jiā)工時,不宜采用一(yī)個型腔一♻️個型腔(qiāng)的次序加工方法(fa),這樣容易造成🎯零(líng)件受力不均勻而(ér)産生變形。采用分(fèn)層多次加工,每一(yi)層🔅盡量同時加工(gōng)到所有的型腔,然(rán)後再加工下一個(gè)層次,使零件均勻(yun)受力,減小變形。
3 、通(tong)過改變切削用量(liàng)來減少切削力、切(qie)削熱。在切削用量(liang)的三要🧑🏾🤝🧑🏼素中,背吃(chi)刀量對切削力的(de)影響很大。如果加(jia)工📐餘量太大,一次(cì)走刀的切削力太(tài)大,不僅會使零件(jiàn)變形,而且還會影(yǐng)響機床主軸剛性(xing)、降低刀具的耐用(yòng)度。如果減少背吃(chi)刀量,又會使生産(chan)效🍓率大打折扣。不(bú)過,在數控加工中(zhōng)都是高速銑削,可(kě)以克服這一難題(ti)。在減少背吃刀量(liàng)的同時,隻㊙️要相♊應(ying)地增大進給,提高(gāo)機床🥵的轉速,就可(kě)以降低切削力,同(tóng)時保證加工效🎯率(lǜ)。
4 、走刀順序也要講(jiang)究。粗加工強調的(de)是提高加工效率(lü),追求單🏃位時間内(nei)的切除率,一般可(kě)采用逆銑。即以最(zui)快的速度、最短的(de)時間切除毛坯表(biǎo)面的多餘😘材料,基(ji)✊本形成精加工所(suǒ)要求的幾何輪廓(kuò)。而精加工所強調(diào)的是高精✂️度高質(zhì)量📱,宜采用順💯銑。因(yīn)爲順銑時刀齒的(de)切削厚度從最大(da)逐漸遞🚶減至零,加(jia)工硬化程度大爲(wèi)減輕,同時減輕🧑🏾🤝🧑🏼零(líng)件的變形程度。
5 、薄(báo)壁工件在加工時(shí)由于裝夾産生變(biàn)形,即使精加工也(ye)是難以避免的。爲(wei)使工件變形減小(xiǎo)到最低限🌐度,可以(yǐ)在精加🌈工即将達(dá)到最後尺寸之前(qián),把壓緊件松一下(xià),使工件自由恢複(fú)到原狀,然後再輕(qīng)微壓‼️緊,以剛能夾(jia)住工件爲準(完全(quan)🌈憑手感),這樣可以(yǐ)獲♉得理想的加工(gōng)效果。總之,夾緊力(li)的作🔞用點最好在(zài)支承面上,夾緊😄力(lì)應作用在工件剛(gang)性好的方向,在保(bǎo)證工件不松動的(de)前提下,夾緊力♌越(yue)小越好。
6 、在加工帶(dai)型腔零件時,加工(gong)型腔時盡量不要(yao)讓銑㊙️刀💘像鑽頭似(sì)的直接向下紮入(ru)零件,導緻銑刀容(róng)屑空間不夠,排屑(xiè)㊙️不順暢,造👨❤️👨成零件(jiàn)過熱、膨脹以及崩(bēng)刀、斷刀等不利現(xian)象。要先用與銑刀(dāo)同尺寸或大一号(hào)的鑽頭鑽下刀孔(kǒng),再用銑刀⭕銑削。或(huò)者,可以用 CAM 軟件生(shēng)産螺旋下刀程序(xu)。
影響鋁件加工精(jīng)度和表面質量的(de)主要因素是該類(lei)零件加🚶工過程中(zhong)容易發生變形現(xiàn)象,這需要操⭕作者(zhě)具備一定的操作(zuo)經驗和技巧。
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