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鋁件零件加(jia)工變形的原因很(hěn)多,與材質、零件形(xíng)狀、生産條件等都(dōu)有關系。主要有以(yi)下幾個方面:毛坯(pi)内應力引起的變(bian)形,切削㊙️力、切削熱(re)引起的變形,夾😍緊(jǐn)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(zi)然或人工時效以(yǐ)及振動處理,均可(kě)部分消除毛坯的(de)内應力。預先加工(gōng)也是行之有效的(de)工藝方法。對肥頭(tóu)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(bù)分的餘量👅,不僅可(ke)以減少以後工序(xu)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(qiē)削能力
刀具的材(cai)料、幾何參數對切(qiē)削力、切削熱有重(zhòng)要的影響,正确選(xuan)擇刀具,對減少零(ling)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(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(xíng),使排屑順利,進而(ér)降低切削力和切(qiē)削溫度。切忌使用(yong)負前角刀具。
②後角(jiao):後角大小對後刀(dāo)面磨損及加工表(biao)面質量有直💘接✍️的(de)影🐆響。切削厚度是(shì)選擇後角的重要(yào)條件。粗銑時,由于(yú)進給🌂量大,切削負(fù)荷重,發熱量大,要(yào)求刀具散熱條件(jiàn)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(xiǎo)彈性變形,因此,後(hòu)角應選擇大一些(xiē)。
③螺旋角:爲使銑削(xue)平穩,降低銑削力(li),螺旋角應盡可能(neng)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(gǎi)善刀具結構。
①減少(shao)銑刀齒數,加大容(rong)屑空間。由于鋁件(jian)材料塑性較大,加(jia)工中切削變形較(jiao)大,需要較大的容(rong)屑空間,因此容屑(xie)槽底🌈半徑應該☀️較(jiào)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(ying)該用細油石在刀(dāo)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(chi)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(jù)磨損後,工件表面(mian)粗糙度值增加,切(qie)削溫度上升,工件(jian)變形随之增加。因(yīn)此,除選用耐磨性(xìng)🏃🏻好的🔞刀具材料外(wai),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(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(gong)件的夾裝方法
對(duì)于剛性較差的薄(báo)壁鋁件工件,可以(yǐ)采用以下的夾裝(zhuāng)方法,以減少變形(xing):
①對于薄壁襯套類(lèi)零件,如果用三爪(zhao)自定心卡盤或彈(dàn)🈲簧夾💃頭💛從徑向夾(jiá)緊,加工後一旦松(sōng)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(fāng)法。以零👈件内孔定(dìng)位,自制一個帶螺(luo)紋的穿心軸,套入(ru)零件的内孔,其上(shang)用🤞一個蓋闆壓緊(jin)端面再用螺帽背(bei)緊。加工外圓💃🏻時就(jiù)可避免🌈夾緊變形(xing),從☁️而得到滿意的(de)加工精度。
②對薄壁(bi)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(xue)用量來加㊙️工,可以(yǐ)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(yi)減少裝夾和切削(xuē)過程💃中工件達變(biàn)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(ke)以将該填充物溶(rong)解倒出。
4合理安排(pái)工序
高速切削時(shí),由于加工餘量大(dà)以及斷續切削,因(yin)此銑削過程往往(wǎng)産生振動,影響加(jia)工精度和表面粗(cu)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(gōng)—清角加工—精加工(gōng)等工序。對于㊙️精度(du)要求🧡高的零件,有(you)時需要進行二次(ci)半精加工,然後再(zai)進行⛷️精加工。粗加(jia)工之後,零件可以(yǐ)自然冷卻,消除粗(cu)加工㊙️産生的内應(yīng)力,減小變形。粗加(jia)工之🔞後留下的餘(yu)量應大于變💚形量(liang),一般爲1~2mm。精加工時(shi),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(wei)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(jiā)工質量,保證🔞産品(pǐn)的精度。
二、減小加(jia)工變形的操作技(jì)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(jiā)工時,宜采用🏒對稱(cheng)加工🐕。如有💞一塊⭐90mm厚(hou)的🐉闆料需要加工(gōng)到60mm,若銑好一面後(hòu)立即銑削另一面(mian),一次🤟加工到最後(hou)尺寸,則平面度達(da)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(yi)個型腔的次序加(jiā)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(líng)件均勻受力,減小(xiǎo)變形。
3、通過改變切(qie)削用量來減少切(qie)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(qie)還會影響機床主(zhu)軸剛性、降低刀具(jù)的耐✌️用度。如果減(jiǎn)少背吃刀量,又會(hui)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(zhuǎn)速,就🔞可以降低切(qiē)削力,同時保證加(jia)工效率。
4、走刀順序(xu)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(lü),一般可采用逆銑(xǐ)。即以最快的🤟速度(dù)、最短的時間切除(chu)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(gong)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(dù)從最大逐漸遞減(jiǎn)至零,加工硬化程(chéng)度大爲減輕,同時(shi)減輕😍零件的變形(xíng)程度。
5、薄壁工件在(zai)加工時由于裝夾(jia)産生變形,即使精(jing)加工也是🌈難以避(bi)免的。爲使工件變(biàn)形減小到最低限(xiàn)度,可以在精加工(gōng)即将達到最後尺(chi)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(wèi)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(zai)工件剛性好的方(fāng)向,在保證工件不(bú)松動的前提下,夾(jia)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(zhi)銑刀容屑空間不(bu)夠,排屑不順暢,造(zao)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(huò)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(xià)刀程序。
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