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鋁件零件加(jiā)工變形的原因很(hěn)多,與材質、零件形(xing)狀🈲、生産💔條件等🤩都(dou)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(yī)、減少加工變形的(de)工藝措施
1降低毛(mao)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(yú)餘量大,故加工後(hou)變形也大⛷️。若預先(xian)加工掉毛坯的多(duō)餘部‼️分,縮小各部(bù)分的餘量,不僅可(kě)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(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(cai)料、幾何參數對切(qie)削力、切削熱有重(zhòng)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(dù)的條件下,前角适(shi)當選擇大一些,一(yī)🧑🏾🤝🧑🏼方面可以磨出鋒(feng)利的刃口,另外可(ke)以減少⛱️切削變形(xíng),使排屑順利,進而(er)降低切削力和切(qiē)削溫度。切忌使用(yong)負前角刀具。
②後角(jiǎo):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(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(yao)求刀具散熱條件(jian)好,因此,後👨❤️👨角應選(xuan)擇小一些。精銑時(shí),要求刃口鋒利,減(jiǎn)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(xie)。
③螺旋角:爲使銑削(xue)平穩,降低銑削力(li),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(gǎi)善刀具結構。
①減少(shǎo)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(jiao)大,需要較大的容(róng)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(dao)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(ying)該用細油石在刀(dāo)齒前、後面輕輕磨(mo)幾下⭐,以消🏃♀️除刃😄磨(mo)刀齒時殘留的毛(máo)刺及輕微的鋸齒(chi)紋。這👈樣,不但可以(yǐ)降💚低切削🐕熱而且(qiě)切削變形也比較(jiào)小。
③嚴格控制刀具(ju)的磨損标準。刀具(ju)磨損後,工件表面(miàn)粗🧑🏾🤝🧑🏼糙度值增加,切(qie)削溫度上升,工件(jiàn)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(rong)易産生積屑瘤♋。切(qiē)削時,工件的溫度(du)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(dui)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(xíng):
①對于薄壁襯套類(lèi)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(sōng)開,工件必然🌈發生(shēng)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(dìng)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(jǐn)端面再用螺帽背(bei)緊。加工外圓時就(jiu)可避免⛹🏻♀️夾緊變形(xing),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(zhēn)空吸盤,以獲得分(fen)布均勻的夾緊力(li),再以較小的切削(xue)用量來加工,可以(yi)很好地防止工件(jian)變形。
另外,還可以(yi)使用填塞法。爲增(zeng)加薄壁工件的工(gōng)藝剛😘性,可在❓工件(jian)内部填充介質,以(yi)減少裝夾和切削(xue)過程中工件達變(bian)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(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(jiā)工精度和表面粗(cū)糙度。所以,數控高(gāo)速切削加工工藝(yì)過程一般可分爲(wei):粗加工—半精加工(gong)—清角加工—精加工(gong)等工序。對于精度(dù)要求高的零件,有(you)時需要進行二次(cì)🌈半精加工,然後再(zai)進行精加工。粗加(jiā)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(jiā)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(shi),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(gōng)過程㊙️中處于平穩(wen)的狀态,可以大大(dà)減少切削變形,獲(huò)得良好的表面加(jiā)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(jì)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(bi)較好的散熱條件(jiàn),避免熱量集中,加(jia)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(mian),一次📞加工到最後(hòu)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(pan)材零件上有多個(ge)型腔,加工時,不宜(yi)采用一個型腔一(yi)個型腔的次序加(jia)工方法,這樣容易(yi)造成零件💃受力不(bú)均勻而産生變形(xíng)。采用分層多次加(jiā)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(xiao)變形。
3、通過改變切(qie)削用量來減少切(qie)削力、切削熱。在切(qie)削用量🛀的三💔要🈲素(su)中,背吃刀量對切(qie)削力的影響很大(dà)。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(qie)還會影響機床主(zhǔ)軸剛性、降低刀具(jù)的耐用度。如果減(jian)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(sù)銑削,可🤞以克服這(zhè)一👉難題。在減少背(bei)吃刀量的同時,隻(zhi)要相應地增大進(jìn)給,提高機床🌏的轉(zhuan)速,就⭐可以降低切(qie)削力,同時保證加(jiā)工效率。
4、走刀順序(xù)也要講究。粗加工(gōng)強調的是提高加(jiā)工效率,追求單🚩位(wei)時間内的切除率(lǜ),一般可采用逆銑(xǐ)。即以最快的速度(du)、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(gong)所強調的是高精(jīng)度高質量,宜采用(yòng)順銑。因爲順銑時(shi)刀齒的切削厚度(du)從最大逐漸遞減(jian)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(jing)加☂️工也🏃♀️是難以⁉️避(bì)免的。爲使工件變(bian)形減小到最低限(xian)⚽度,可㊙️以在精加工(gong)即将達到最後尺(chi)寸之前,把壓緊件(jian)松一♈下,使工😍件自(zì)由恢複到原狀,然(rán)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(zhi),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(bú)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(jìn)量不要讓銑刀像(xiang)鑽頭似的直接向(xiàng)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(yòng)與💃銑刀同尺寸或(huò)大一🈲号的鑽頭鑽(zuan)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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