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鋁件零件(jian)加工變形的(de)原因很多,與(yǔ)材質、零件形(xing)狀、生産條㊙️件(jiàn)等都有關系(xi)。主要有以下(xia)幾個方面:毛(mao)坯内應❤️力引(yǐn)起的變形,切(qiē)削力、切削熱(re)引起的變形(xing),夾緊力引起(qǐ)的變形。
一、減(jiǎn)少加工變形(xíng)的工藝措施(shi)
1降低毛坯内(nei)應力
采用自(zì)然或人工時(shi)效以及振動(dong)處理,均可部(bu)分消除毛☂️坯(pi)的内應力。預(yu)先加工也是(shì)行之有效的(de)工藝方法。對(dui)肥頭大耳的(de)毛坯,由于餘(yu)量大,故加工(gong)後變🙇♀️形也大(dà)。若預先加工(gong)掉毛坯的多(duō)餘部分,縮小(xiao)各部分的餘(yu)量,不僅可以(yǐ)減少以後🌈工(gōng)序的加工變(biàn)形,而且預先(xian)加工後放置(zhi)一段時間,還(hai)可以釋放一(yi)部分🤞内應力(li)。
2改善刀具的(de)切削能力
刀(dao)具的材料、幾(ji)何參數對切(qie)削力、切削熱(rè)有重要的影(ying)🐅響,正确🌍選擇(ze)刀具,對減少(shao)零件加工變(bian)形至關重💯要(yào)。
(1)合理選擇刀(dao)具幾何參數(shù)。
①前角:在保持(chí)刀刃強度的(de)條件下,前角(jiao)适當選擇大(da)一⁉️些✌️,一方面(mian)可以磨出鋒(fēng)利的刃口,另(lìng)外可以減少(shǎo)切削變形,使(shǐ)排屑順利,進(jìn)而降低切削(xuē)力和切削溫(wēn)🌐度。切忌使用(yong)負前角刀具(ju)。
②後角:後角大(da)小對後刀面(miàn)磨損及加工(gōng)表面質量有(yǒu)直接的影響(xiang)。切削厚度是(shì)選擇後角的(de)重要條件。粗(cu)銑時,由于⭕進(jìn)給量大,切削(xuē)💃負荷重,發熱(re)量大,要求刀(dāo)具散熱條件(jiàn)好⛹🏻♀️,因此,後角(jiǎo)應選擇小一(yi)🎯些。精銑時,要(yao)求刃口鋒利(li),減輕後刀面(mian)與加工表面(mian)的摩擦,減小(xiǎo)彈性變形,因(yin)💋此,後角應選(xuan)擇大一些。
③螺(luó)旋角:爲使銑(xǐ)削平穩,降低(dī)銑削力,螺旋(xuan)角應盡可能(néng)選擇大一🏃♀️些(xiē)。
④主偏角:适當(dang)減小主偏角(jiao)可以改善散(sàn)熱條件,使加(jiā)工區的平均(jun)溫度下降。
(2)改(gǎi)善刀具結構(gou)。
①減少銑刀齒(chǐ)數,加大容屑(xie)空間。由于鋁(lǚ)件材料塑性(xing)較大,加工中(zhong)切削變形較(jiào)大,需要較大(dà)的容屑空間(jiān),因此容屑槽(cáo)底💔半徑應該(gai)較大、銑刀齒(chǐ)數較少爲好(hao)。
②精磨刀齒。刀(dāo)齒切削刃部(bu)的粗糙度值(zhí)要小于Ra=0.4um。在使(shi)用新刀🚶♀️之🐉前(qián),應該用細油(yóu)石在刀齒前(qián)、後面輕輕磨(mo)幾下,以消除(chu)刃磨刀齒時(shi)殘留的毛刺(ci)及輕微的鋸(ju)齒紋。這樣,不(bú)但可以降低(di)切削熱而且(qiě)切削變形也(ye)比較小。
③嚴格(ge)控制刀具的(de)磨損标準。刀(dāo)具磨損後,工(gōng)件表面粗糙(cāo)😘度值增加,切(qie)削溫度上升(shēng),工件變形随(sui)之增加。因此(ci),除選用耐磨(mó)性好的刀具(ju)材料外,刀具(ju)磨損标準不(bu)應該大于0.2mm,否(fou)則容易産生(shēng)積屑瘤。切削(xuē)時,工件的溫(wen)度一般不要(yao)超過100℃,以防止(zhi)🔱變形。
3改善工(gong)件的夾裝方(fang)法
對于剛性(xìng)較差的薄壁(bi)鋁件工件,可(kě)以采用以下(xià)的夾裝🤩方法(fa),以🧑🏾🤝🧑🏼減少變形(xíng):
①對于薄壁襯(chen)套類零件,如(ru)果用三爪自(zi)定心卡盤或(huo)🌈彈簧夾頭從(cóng)徑向夾緊,加(jiā)工後一旦松(sōng)開,工件必然(ran)🐅發生變形。此(ci)時💚,應該利用(yong)剛性較好的(de)軸向端面壓(yā)緊的方🧑🏽🤝🧑🏻法。以(yi)零🐕件内孔❓定(dìng)位,自制一個(ge)帶螺紋的穿(chuān)心軸,套入零(líng)件的内孔,其(qí)上用一個蓋(gài)闆壓緊端面(mian)🤟再用螺帽背(bèi)緊。加工外圓(yuan)時就可避免(miǎn)夾緊變形,從(cong)而得到滿意(yì)⭐的加工精度(dù)。
②對薄壁薄闆(pan)工件進行加(jia)工時,最好選(xuǎn)用真空吸盤(pán),以獲㊙️得分布(bù)均勻的夾緊(jǐn)力,再以較小(xiǎo)的切削用量(liàng)來加工,可以(yǐ)很🌂好地🔴防止(zhǐ)工件變形。
另(ling)外,還可以使(shǐ)用填塞法。爲(wei)增加薄壁工(gong)件的工藝剛(gāng)🆚性,可在工件(jiàn)内部填充介(jie)質,以減少裝(zhuāng)夾和切削過(guo)程中工件達(dá)變形。例如,向(xiàng)工件内灌入(ru)含3%~6%硝酸鉀的(de)尿素熔融物(wù),加工以後,将(jiang)工🔞件浸入🈲水(shui)或酒精中,就(jiù)可以将該填(tian)充物溶解倒(dao)出。
4合理安排(pai)工序
高速切(qiē)削時,由于加(jia)工餘量大以(yi)及斷續切削(xue),因此銑削過(guo)程往往産生(shēng)振動,影響加(jiā)工精度和表(biǎo)面粗糙度🐪。所(suo)以🆚,數控🔞高速(sù)切削加工工(gong)藝過程一般(bān)可分爲:粗加(jia)工—半精加工(gong)—清角加工💃—精(jīng)加工等工序(xu)。對于精度要(yao)求🔴高的零件(jian),有時需要進(jin)行二次半精(jīng)加工,然後再(zai)進行精加工(gong)。粗加工之後(hou),零件⚽可以自(zi)然冷卻,消除(chu)粗加工産生(shēng)的内應力,減(jiǎn)小變形。粗加(jia)工之後留下(xia)的🔴餘量應🌐大(dà)于變形量,一(yī)般爲1~2mm。精加工(gōng)時,零件精加(jiā)工表面要保(bǎo)持均勻的加(jia)工餘量,一般(ban)以0.2~0.5mm爲宜,使刀(dao)具在加工過(guò)程中處于平(píng)穩的狀态,可(kě)以大大減少(shǎo)切削變形,獲(huò)得良好的表(biao)面加工✔️質量(liàng),保證産品的(de)精度。
二、減小(xiǎo)加工變形的(de)操作技巧
鋁(lü)件材料的零(ling)件在加工過(guo)程中變形,除(chú)了上述的原(yuan)💚因之外,在實(shí)際操作中,操(cao)作方法也是(shi)非常重要的(de)。
1、對于加工餘(yu)量大的零件(jian),爲使其在加(jia)工過程中有(yǒu)比❤️較好的散(san)熱條件,避免(mian)熱量集中,加(jia)工時,宜采用(yòng)對稱加工。如(ru)有一塊90mm厚的(de)闆料需要加(jia)工到60mm,若銑好(hǎo)一面後立即(jí)銑削另一👨❤️👨面(miàn),一次加工到(dào)最後尺寸,則(zé)平面度達5mm;若(ruò)采用反複進(jin)刀對稱加工(gōng),每一面分兩(liang)次加工到最(zuì)後尺寸,可保(bǎo)⛱️證平面度達(da)到0.3mm。
2、如果闆材(cai)零件上有多(duo)個型腔,加工(gōng)時,不宜采用(yong)一個型腔👌一(yi)個型腔的次(ci)序加工方法(fǎ),這樣容易造(zao)成零件🐅受力(li)不均勻而産(chan)生變形。采用(yòng)分層多次加(jiā)工,每一層盡(jìn)量同時加工(gong)到所有的型(xing)腔,然後再加(jiā)工下一個層(céng)次,使零件均(jun1)勻受力🔆,減小(xiao)變形。
3、通過改(gǎi)變切削用量(liang)來減少切削(xue)力、切削熱。在(zai)切削用量的(de)三要素中,背(bei)吃刀量對切(qiē)削力的影響(xiǎng)很大。如果加(jia)工餘量太大(dà)⛱️,一次走刀的(de)切削力太大(dà),不僅會使零(ling)件變形,而且(qie)還💯會影響機(jī)床主軸剛性(xing)、降低刀具的(de)耐用度。如果(guo)減少背吃刀(dāo)量,又會✍️使生(sheng)産效率大打(dǎ)折扣。不過,在(zai)數控加工中(zhong)都是高速銑(xi)削,可以克服(fu)這一難題。在(zai)減少背吃刀(dāo)量的同時,隻(zhī)🔱要相應地增(zeng)大進給,提🛀高(gao)機床的轉速(sù),就可以降低(dī)切削力🔱,同時(shí)保證加工效(xiao)率。
4、走刀順序(xu)也要講究。粗(cu)加工強調的(de)是提高加工(gōng)效率,追求單(dan)🤞位時間内的(de)切除率,一般(ban)可采用逆銑(xi)。即以最快的(de)速度、最短的(de)時間切除毛(mao)坯表面的多(duō)餘💃🏻材料,基本(běn)形成精加工(gong)所要求的幾(jǐ)何輪廓。而精(jīng)加⛱️工所強調(diào)的是高精度(du)高質量,宜采(cǎi)用順銑。因爲(wèi)順🧡銑時刀齒(chǐ)的切削厚度(dù)從最大逐漸(jian)遞減至零,加(jia)工硬化程度(dù)大爲減輕,同(tong)時減輕🐉零件(jiàn)的變形程度(dù)。
5、薄壁工件在(zai)加工時由于(yu)裝夾産生變(biàn)形,即使精加(jiā)工♊也是難以(yi)避免的。爲使(shǐ)工件變形減(jian)小到最低限(xiàn)度,可以在精(jing)加工即将達(da)到最後尺寸(cun)之前,把壓緊(jin)件松一下,使(shi)工件自由恢(huī)複到⛷️原狀,然(ran)🐕後再輕微壓(yā)緊,以剛能❓夾(jiá)住工件爲準(zhun)(完全憑手感(gǎn)),這樣可以獲(huo)得理想的加(jia)工效果。總之(zhi),夾緊力的作(zuo)🤞用點最好在(zài)支承面上,夾(jia)緊力應作用(yong)在工✔️件剛性(xing)好的方向,在(zai)☂️保證工件不(bu)松動的前提(tí)下,夾緊力越(yue)小越好。
6、在加(jia)工帶型腔零(líng)件時,加工型(xing)腔時盡量不(bú)要讓銑刀像(xiàng)鑽頭似♊的直(zhí)接向下紮入(rù)零件,導緻銑(xǐ)刀容屑空間(jian)🎯不夠,排屑不(bú)順暢,造成零(ling)件過熱、膨脹(zhàng)以及崩刀、斷(duan)刀🈲等不利現(xian)象。要先用與(yǔ)銑刀同尺寸(cùn)或大一号的(de)鑽頭🔴鑽下刀(dāo)孔,再用銑刀(dāo)銑削。或者,可(kě)以用CAM軟🎯件生(sheng)産螺旋下刀(dao)程序。
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