鋁(lü)件零件加工變(biàn)形的原因很多(duō),與材質、零件形(xíng)狀、生🍉産條件等(deng)🤞都有關系。主要(yào)有以下幾個方(fāng)面:毛坯🎯内應力(lì)引起的💃變形,切(qiē)削💁力、切削熱引(yin)起的變形,夾緊(jǐn)力引起的變形(xing)。
一、減少加工變(biàn)形的工藝措施(shi)
1 降低毛坯内應(ying)力
采用自然或(huo)人工時效以及(jí)振動處理,均可(kě)部分消除🏒毛💞坯(pī)♈的内🚶♀️應力。預先(xiān)加工也是行之(zhī)有效的工藝方(fāng)法🚶♀️。對肥頭大耳(ěr)的毛坯🔞,由于餘(yu)量大,故加工後(hòu)變形也大🔅。若預(yu)先加工掉毛坯(pi)的多餘部🌈分,縮(suo)小各部分的餘(yu)量,不僅可以減(jian)少以後工序的(de)加工變形,而👄且(qie)預先加工🔞後放(fang)置一段時間,還(hai)可以釋放一部(bù)分内應力。
2 改善(shàn)刀具的切削能(néng)力
刀具的材料(liao)、幾何參數對切(qiē)削力、切削熱有(yǒu)重要的🧡影響,正(zheng)确選擇刀具,對(duì)減少零件加工(gong)變形至關重要(yào)。
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② 後角:後角(jiao)大小對後刀面(mian)磨損及加工表(biǎo)面質量有直接(jiē)的影響。切削厚(hòu)度是選擇後角(jiǎo)的重要條件。粗(cū)🌈銑時,由于🚶進給(gěi)量大,切削負荷(he)重,發熱量大,要(yào)求刀具散熱條(tiáo)件好,因此,後✊角(jiǎo)應選擇小一些(xiē)。精銑時,要求刃(rèn)口鋒利,減輕後(hou)刀面與加✨工表(biao)面的摩擦,減小(xiao)彈性變形,因此(ci),後角應選擇大(da)一些。
④ 主偏(pian)角:适當減小主(zhu)偏角可以改善(shàn)散熱條件,使加(jia)工區的平均溫(wen)度下降。
① 減少銑(xǐ)刀齒數,加大容(rong)屑空間。由于鋁(lǚ)件材料塑性較(jiao)大,加工中💁切削(xuē)變形較大,需要(yào)較大的容屑空(kong)間,因此容屑槽(cáo)底👌半徑應該較(jiao)大、銑刀齒數較(jiào)少爲好🚶♀️。
② 精磨刀(dāo)齒。刀齒切削刃(rèn)部的粗糙度值(zhí)要小于 Ra=0.4um 。在使用(yong)新刀之前,應該(gai)用細油石在刀(dāo)齒前、後面輕💚輕(qing)磨幾下,以👄消除(chú)刃磨刀齒時殘(can)留的毛刺及輕(qīng)微的鋸齒紋🔞。這(zhe)樣,不但可以降(jiang)低切削熱而且(qiě)切削變形也比(bǐ)較小。
③ 嚴格控制(zhì)刀具的磨損标(biao)準。刀具磨損後(hou),工件表面粗💰糙(cao)度值增加,切削(xue)溫度上升,工件(jian)變形随之增加(jia)。因此,除選用耐(nai)磨性⭐好的刀具(jù)材料外,刀具磨(mó)損标準不應該(gāi)大于 0.2mm ,否則容易(yi)産生積屑瘤。切(qiē)削時,工件的溫(wen)度一般不要🔴超(chāo)過 100 ℃
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對于剛(gang)性較差的薄壁(bì)鋁件工件,可以(yi)采用以下的夾(jiá)裝方🧑🏽🤝🧑🏻法,以減少(shao)變形:
① 對于薄壁(bi)襯套類零件,如(ru)果用三爪自定(ding)心卡盤或彈簧(huáng)夾頭從🥵徑向夾(jia)緊,加工後一旦(dàn)松開,工件必然(ran)發生變形。此時(shi),應該利用💋剛性(xìng)較好的軸向端(duan)面壓緊的方法(fǎ)。以零件内孔定(dìng)位,自制一個帶(dài)螺紋的穿心軸(zhou),套入零件的内(nèi)✊孔,其上用一個(ge)蓋闆壓緊端面(miàn)再用螺帽背緊(jǐn)。加工外圓時就(jiù)可避免夾緊變(bian)形,從而得到滿(man)意🧑🏽🤝🧑🏻的加工精度(du)。
② 對薄壁薄闆工(gōng)件進行加工時(shí),最好選用真空(kong)吸盤,以獲得🌐分(fen)布均勻的夾緊(jin)力,再以較小的(de)切削用量來加(jiā)工,可以很好地(di)防止工件變形(xíng)。
另外,還可以使(shǐ)用填塞法。爲增(zeng)加薄壁工件的(de)工藝剛性🈲,可在(zài)工🐉件内部填充(chōng)介質,以減少裝(zhuāng)夾和切削過程(cheng)中工件達變形(xíng)㊙️。例如,向工件内(nèi)灌入含 3% ~ 6% 硝酸鉀(jiǎ)的尿素熔融物(wu),加工以後,将工(gōng)件浸入水或酒(jiǔ)精中,就可以将(jiāng)該填充物溶解(jiě)倒出。
4 合理安排(pái)工序
高速切削(xue)時,由于加工餘(yu)量大以及斷續(xu)切削,因此銑削(xue)過程往往産生(sheng)振動,影響加工(gong)精度和表面粗(cū)糙度。所以,數控(kòng)⭐高速切削加工(gong)工藝過程一般(bān)可分爲:粗加工(gōng) — 清角(jiǎo)加工 — 精加工等(děng)工序。對于精度(dù)要求高的零件(jiàn),有時需要進行(háng)二次😄半精加工(gōng),然後再進行精(jing)加工。粗加工之(zhi)🏃♀️後,零件可以自(zi)然冷卻,消除粗(cū)加工産生的内(nei)應力,減小變形(xíng)。粗加🔞工之後留(liu)下的餘量應大(da)于變形量,一般(bān)爲 ~ 2mm 。精加工時,零(ling)件精加工表面(miàn)要保持均勻的(de)加工餘量💚,一🎯般(bān)以🔴 0.2 ~ 0.5mm 爲宜,使刀具(jù)在加工過程中(zhong)處于平穩的狀(zhuang)态,可以大大❌減(jiǎn)少切削變形,獲(huò)得良好的表面(mian)加工質量,保證(zhèng)産品的精度。
二(er)、減小加工變形(xíng)的操作技巧
鋁(lǚ)件材料的零件(jian)在加工過程中(zhōng)變形,除了上述(shu)的原因之外,在(zài)實際操作中,操(cāo)作方法也是非(fei)常重要的。
1 、對于(yu)加工餘量大的(de)零件,爲使其在(zai)加工過程中有(yǒu)比較好的散熱(re)條件,避免熱量(liàng)集中,加工時,宜(yi)采用對稱加工(gong)。如有一塊✔️ 90mm 厚的(de)闆料需要加工(gong)到 60mm ,若銑好一面(miàn)後立即銑削另(ling)一面,一次加工(gong)到最後尺寸,則(ze)平面度達 ;若采(cǎi)用反複進刀對(dui)稱加工,每一面(mian)分兩次加工到(dao)💯最後尺寸,可保(bǎo)證平面度達到(dào) 0.3mm
2 、如果闆材零件(jiàn)上有多個型腔(qiāng),加工時,不宜采(cai)用一個型腔一(yī)個型腔的次序(xù)加工方法,這樣(yàng)容易造成零件(jiàn)💘受力🐪不均勻而(ér)産生變形。采用(yong)分層多次加工(gong),每一層盡量同(tong)時加工到所有(you)的型腔,然後再(zài)加工下一個層(céng)次,使零件📱均勻(yún)受力,減小變形(xíng)。
3 、通過改變切削(xuē)用量來減少切(qie)削力、切削熱。在(zài)切削用量的三(san)要素中,背吃刀(dao)量對切削力的(de)影響很大。如果(guo)加工餘量太大(da),一次💔走刀的切(qiē)削力太大,不僅(jin)會使零件變形(xíng),而且還會影響(xiǎng)💔機床主軸剛性(xing)、降低刀具的耐(nai)用度。如果減少(shao)背吃刀量,又會(hui)使生産效📐率大(da)打折扣。不過,在(zai)數控加工中都(dou)是高速銑削,可(ke)🈲以克服這一難(nán)題。在減少背吃(chi)👌刀量的同時,隻(zhi)要相應地增大(da)進給,提高機床(chuang)⭕的轉速,就可以(yi)降低切削力,同(tong)時保證加工效(xiao)率。
4 、走刀順序也(ye)要講究。粗加工(gong)強調的是提高(gao)加工效率,追求(qiu)單位時間内的(de)切除率,一般可(kě)采用逆銑。即以(yi)最快的速度、最(zuì)短的時間切除(chú)毛坯表面的多(duo)餘♻️材料,基⛹🏻♀️本形(xing)成精加工所要(yào)求❗的幾何輪廓(kuò)。而精加工所強(qiang)調的是高精度(dù)高質量,宜采用(yong)順⭕銑。因爲順銑(xǐ)時刀齒的切削(xue)厚度從最大逐(zhu)漸遞減至零,加(jiā)工硬化程度大(da)爲🌍減輕,同時減(jiǎn)輕零件的變形(xíng)程👨❤️👨度。
5 、薄壁工件(jian)在加工時由于(yú)裝夾産生變形(xing),即使精加工也(yě)是難以避免的(de)。爲使工件變形(xing)減小到最低限(xian)度,可以在精加(jiā)工即将達到最(zuì)後尺寸之前,把(ba)壓緊🥵件松一下(xià),使工🔴件自由☔恢(huī)複到原狀,然後(hòu)再輕微壓緊,以(yǐ)剛能夾住工件(jiàn)爲準(完全憑手(shou)感),這💯樣可以獲(huo)🔴得理想的加工(gōng)效果。總之🙇♀️,夾緊(jin)力的作用點最(zuì)好在支承面上(shang),夾緊力應作用(yòng)在工件剛性好(hǎo)的方向,在保證(zhèng)工件不松動🔞的(de)前提下,夾緊力(li)越小越好。
、在加(jiā)工帶型腔零件(jian)時,加工型腔時(shi)盡量不要讓銑(xi)刀像鑽頭似的(de)直接向下紮入(rù)零件,導緻銑刀(dāo)容屑空間不夠(gòu),排屑不順暢,造(zao)成零件過熱、膨(péng)脹以及崩刀、斷(duàn)刀等不利現象(xiang)。要先用與銑刀(dāo)同尺寸或大一(yi)号的鑽頭鑽下(xia)刀孔😍,再用銑刀(dāo)⛷️銑削。或者,可以(yi)用 CAM 軟件生産螺(luó)旋下刀程序。
影(ying)響鋁件加工精(jīng)度和表面質量(liàng)的主要因素是(shì)該類零件加工(gōng)過程中容易發(fa)生變形現象,這(zhe)需要操作者具(jù)備一定🌈的操作(zuò)經驗和技巧。