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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(yi)下幾個方面:毛坯(pī)内應力引起的變(biàn)形🏃♀️,切削力、切削熱(re)引起的變形,夾🧑🏾🤝🧑🏼緊(jǐn)力引起的變🍉形。
一(yī)、減少加工變形的(de)工藝措施
1降低毛(máo)坯内應力
采用自(zi)然或人工時效以(yǐ)及振動處理,均可(ke)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(tóu)大耳的毛坯,由于(yu)餘量大,故加工後(hòu)變♉形也大。若預先(xian)♌加工掉毛坯的多(duō)餘部分,縮小各部(bu)分的餘量,不僅可(ke)以減少以後工序(xù)的加工變形,而且(qie)預先加工後放置(zhi)一段時間,還可以(yi)釋放一部分👅内應(yīng)力。
2改善刀具的切(qie)削能力
刀具的材(cai)料、幾何參數對切(qie)削力、切削熱有重(zhòng)要的影響,正确選(xuan)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(jiao):在保持刀刃強度(dù)的條件下,前角适(shi)當選擇大一些,一(yī)🙇♀️方面可以磨出鋒(fēng)利的刃口,另外可(ke)以減少切削變形(xing),使排屑順‼️利,進而(ér)降低切削力和切(qiē)削溫度。切忌🌈使用(yòng)負前角刀具。
②後角(jiǎo):後角大小對後刀(dāo)面磨損及加工表(biǎo)面質量有直接的(de)影響。切削厚度是(shì)選擇後角的重要(yao)條件。粗銑時,由于(yu)☁️進給量大,切削㊙️負(fù)荷重,發熱量大,要(yào)求刀具散熱💞條件(jian)好,因此,後角應選(xuǎn)擇小一🈲些。精銑時(shi),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(hòu)角應選擇大一些(xie)。
③螺旋角:爲使銑削(xuē)平穩,降低銑削力(li),螺旋角應盡可能(néng)選擇大一些。
④主偏(piān)角:适當減小主偏(piān)角可以改善散熱(rè)條件,使加🐆工區的(de)平均溫度下降。
(2)改(gǎi)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(xiè)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(zai)使用新刀之前👈,應(yīng)該用細油石在刀(dao)齒前、後面輕輕磨(mó)幾下,以消除刃磨(mo)刀齒時殘留的毛(mao)刺及輕微的鋸齒(chǐ)紋。這樣,不但可以(yǐ)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(jù)磨損後,工件表面(miàn)粗糙度值增加,切(qiē)削溫度上升,工件(jian)變形随之增加。因(yīn)此,除選用耐🏃🏻磨性(xing)✂️好的⭐刀具材料外(wài),刀具磨損标準不(bu)應該大于0.2mm,否則容(róng)易産生積屑瘤。切(qie)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(duì)于剛性較差的薄(bao)壁鋁件工件,可以(yǐ)采用以下的夾裝(zhuang)方法,以🐇減少變形(xíng):
①對于薄壁襯套類(lèi)零件,如果用三爪(zhao)自定心卡盤或彈(dan)簧夾頭從徑向夾(jia)緊,加工後一旦松(sōng)開,工件必然發生(shēng)變形♉。此時,應該👌利(lì)用剛性較好的軸(zhóu)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(ru)零件的内孔,其上(shàng)用一個蓋闆壓緊(jin)端面再用螺帽背(bei)緊。加工外圓時就(jiu)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(jiā)工時,最好選用真(zhen)空吸盤,以獲得分(fèn)布均勻的夾緊力(li),再以較小的切削(xuē)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(zeng)加薄壁工件的工(gong)藝👌剛性,可❄️在工件(jiàn)内部填充介質,以(yi)減少裝夾和切削(xuē)過程中工件達變(bian)形。例如,向工件内(nèi)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(pai)工序
高速切削時(shi),由于加工餘量大(dà)以及斷續切削,因(yīn)此🎯銑削過程往🔴往(wǎng)産生振動,影響加(jia)工精度和表面粗(cū)糙度。所以,數控❄️高(gāo)速切削加工工藝(yi)過程一般可分🧡爲(wei):粗加工—半精🌏加工(gong)—清角加工—精加工(gōng)📧等工序。對于🔴精度(du)要求高的零件,有(yǒu)時需要進行二次(cì)半精加工,然後再(zài)進行精加工。粗加(jiā)工之後,零件可以(yi)自然冷⭐卻,消除粗(cu)加工産生的内應(ying)力,減小變形。粗加(jia)💚工之後留下的♋餘(yú)量應大于變形量(liang),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(jiā)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(wěn)的狀态,可以大♋大(da)減少切削變形,獲(huo)得良好的表面加(jiā)工質量,保證産品(pǐn)的精度。
二、減小加(jia)工變形的操作技(ji)巧
鋁件材料的零(líng)件在加工過程中(zhong)變形,除了上述的(de)原因之😘外,在實際(ji)操作中,操作方法(fa)也是非常重要🌈的(de)。
1、對于加工餘量大(da)的零件,爲使其在(zài)加工過程中有🈲比(bǐ)🔴較✏️好的散熱條件(jian),避免熱量集中,加(jia)工時,宜采用對稱(cheng)加工🌈。如有一塊90mm厚(hou)的闆料需要加工(gong)到60mm,若銑好一面後(hòu)✉️立即銑削另一面(miàn),一次加工到最後(hou)尺寸,則🏃♂️平面度達(dá)5mm;若采用反複進刀(dāo)對稱加工,每一面(mian)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(ge)型腔,加工時,不宜(yí)采用一個型♍腔一(yī)個型腔的次序加(jia)工方法,這樣容易(yi)造成零件受力不(bu)均勻而産生變形(xing)。采用分層多次加(jiā)工,每一層💋盡量同(tóng)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(xiǎo)變形。
3、通過改變切(qie)削用量來減少切(qiē)削力、切削熱。在切(qiē)削🈚用量的🈲三🌈要素(sù)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(qiē)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(ju)的耐用度。如果減(jian)少背吃刀量,又會(huì)使生産效⛱️率大打(da)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(bèi)吃♋刀量的同時,隻(zhī)☎️要相應地增大進(jìn)給,提‼️高機床的轉(zhuǎn)速,就可以降低切(qiē)削力,同時保證加(jiā)工效率。
4、走刀順序(xu)也要講究。粗加工(gōng)強調的是提高加(jia)工效😍率,追求單位(wei)時間内的切除率(lü),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(yú)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(shí)刀齒的切削厚度(du)從最大逐漸遞減(jiǎn)至零,加工硬化程(chéng)度大爲減輕,同時(shí)減輕零件的變形(xíng)程度。
5、薄壁工件在(zài)加工時由于裝夾(jiá)産生變形,即使精(jīng)加工也是難以避(bi)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(chǐ)寸之前,把壓緊件(jian)松一下,使工件自(zi)由恢複到原狀,然(ran)後再輕微壓🏃緊,以(yi)剛能夾住工件爲(wei)準(完全憑手感),這(zhè)樣可以獲得理想(xiǎng)的加工效果。總之(zhī),夾緊力的作用點(dian)最好在⁉️支承面上(shang),夾緊力應作用在(zài)工件剛性好的方(fāng)🏃♀️向,在保證工件不(bu)松動的前提下,夾(jiá)緊力越小越好。
6、在(zài)加工帶型腔零件(jiàn)時,加工型腔時盡(jin)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(děng)不利📞現象。要先用(yòng)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(yong)CAM軟件生産螺旋下(xia)刀程序。
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