鋁(lü)件加工不得(dé)不知的技巧(qiǎo)
鋁件(jian)零件加工變(bian)形的原因很(hen)多,與材質、零(líng)件形狀、生✂️産(chan)條件等都有(yǒu)關系。主要有(yǒu)以下幾個方(fāng)面:毛坯内應(yīng)力引起的變(bian)形,切削力、切(qiē)削熱引起的(de)變形,夾緊力(lì)引起的變形(xíng)。
一、減少加工(gong)變形的工藝(yì)措施
1 降低毛(máo)坯内應力
采(cǎi)用自然或人(ren)工時效以及(jí)振動處理,均(jun)可部分消除(chú)🍓毛‼️坯的🤩内應(ying)力。預先加工(gōng)也是行之有(yǒu)效的工藝方(fāng)法。對肥🧑🏽🤝🧑🏻頭大(da)耳的💞毛坯,由(you)于餘量大,故(gù)加工後變形(xíng)也大。若預先(xian)加工掉🛀🏻毛坯(pī)的多餘部分(fèn),縮小各部分(fèn)的餘量,不僅(jǐn)可以減少以(yǐ)後工序的加(jia)工變形,而🥰且(qiě)預先加工後(hòu)放置一段時(shí)間,還可以釋(shi)放一部分内(nèi)應力。
2 改善刀(dao)具的切削能(néng)力
刀具的材(cai)料、幾何參數(shu)對切削力、切(qiē)削熱有重要(yào)的影響,正确(què)選擇刀具,對(duì)減少零件加(jiā)工變形至關(guan)重🏃♂️要。
( 1 )合理選(xuan)擇刀具幾何(hé)參數。
① 前角:在(zài)保持刀刃強(qiang)度的條件下(xia),前角适當選(xuan)擇大🛀一些,一(yi)方面可以磨(mo)出鋒利的刃(ren)口,另外可以(yi)減少切削🤞變(biàn)形,使排屑順(shùn)🌈利,進🚶而降低(di)切削力和切(qie)削溫度。切忌(ji)使用負前角(jiao)刀具。
② 後角:後(hou)角大小對後(hou)刀面磨損及(ji)加工表面質(zhì)量有直接的(de)影響。切削厚(hou)度是選擇後(hòu)角的重要條(tiáo)件。粗銑時,由(you)于進給量大(da),切削負荷重(zhòng),發熱量大,要(yào)求刀具散熱(rè)條件好🌐,因此(cǐ),後角應選擇(zé)小一些。精銑(xi)時,要求刃口(kǒu)鋒🔞利,減輕後(hou)刀面與加工(gong)表面的🈲摩擦(ca),減小彈性變(bian)形,因此,後角(jiǎo)應選擇大一(yi)些。
③ 螺旋角:爲(wèi)使銑削平穩(wen),降低銑削力(lì),螺旋角應盡(jìn)可能選🙇♀️擇大(da)一些。
④ 主偏角(jiǎo):适當減小主(zhu)偏角可以改(gai)善散熱條件(jiàn),使加工區的(de)平均溫度下(xia)降。
( 2 )改善刀具(ju)結構。
① 減少銑(xǐ)刀齒數,加大(dà)容屑空間。由(yóu)于鋁件材料(liao)塑性較大,加(jia)工中切削變(biàn)形較大,需要(yao)較大的容屑(xie)空間♉,因此容(róng)屑槽底半徑(jìng)🐆應該較大、銑(xǐ)刀齒數較少(shao)爲好。
② 精磨刀(dao)齒。刀齒切削(xuē)刃部的粗糙(cāo)度值要小于(yu) Ra=0.4um 。在使用新刀(dāo)之前,應該用(yong)細油石在刀(dao)齒前、後面輕(qing)輕磨幾下,以(yǐ)消除刃磨刀(dao)齒時殘留的(de)毛刺及輕微(wei)的鋸齒紋。這(zhe)樣,不但🈲可以(yi)降低切削熱(re)而且切削變(bian)形也比較小(xiao)。
③ 嚴格控制刀(dāo)具的磨損标(biāo)準。刀具磨損(sun)後,工件表面(miàn)粗㊙️糙度值增(zēng)加,切削溫度(du)上升,工件變(biàn)形随之增加(jia)。因此,除選🏃♀️用(yòng)耐✉️磨性好的(de)刀具材料外(wai),刀具磨損标(biao)準不應🔴該大(da)于 0.2mm ,否則容易(yì)産生積屑瘤(liú)。切削時,工件(jiàn)的溫度一般(ban)不☀️要超過 100 ℃ ,以(yi)防止變形。
3 改(gai)善工件的夾(jia)裝方法
對于(yú)剛性較差的(de)薄壁鋁件工(gōng)件,可以采用(yòng)以下的夾裝(zhuang)方法,以🈲減少(shǎo)變形:
① 對于薄(bao)壁襯套類零(líng)件,如果用三(sān)爪自定心卡(ka)盤或彈簧夾(jiá)頭從✨徑向夾(jiá)緊,加工後一(yi)旦松開,工件(jiàn)必然發生變(biàn)形。此時,應該(gai)❗利用剛性較(jiao)好的軸向端(duan)面壓緊的方(fāng)法。以零件内(nei)孔定位,自制(zhì)一個🔴帶螺紋(wén)的穿心軸,套(tào)入零件的内(nei)🔴孔,其上用一(yi)個蓋闆壓緊(jǐn)端面再用螺(luó)帽背緊。加工(gōng)外圓時就可(ke)避免夾緊變(biàn)形,從而得到(dao)滿意✊的♉加工(gōng)精度。
② 對薄壁(bì)薄闆工件進(jìn)行加工時,最(zui)好選用真空(kong)吸盤,以獲🔆得(dé)分布均勻的(de)夾緊力,再以(yǐ)較小的切削(xuē)用量來加工(gong),可以很☔好地(dì)防止🏃工件變(biàn)形。
另外,還可(ke)以使用填塞(sai)法。爲增加薄(bao)壁工件的工(gong)藝剛性,可在(zài)工件内部填(tián)充介質,以減(jiǎn)少裝夾和切(qiē)削過程中工(gōng)件達變形。例(lì)如,向工件内(nèi)灌入含 3% ~ 6% 硝酸(suan)鉀的尿素熔(róng)融物,加工以(yi)後,将工件浸(jin)入水或酒精(jīng)中,就🌈可以将(jiang)該填充物溶(rong)解倒出。
4 合理(lǐ)安排工序
高(gāo)速切削時,由(yóu)于加工餘量(liàng)大以及斷續(xù)切削,因此銑(xǐ)⛱️削過程🔞往往(wǎng)産生振動,影(ying)響加工精度(dù)和表面粗糙(cāo)度。所以,數控(kòng)✨高速切削加(jiā)工工藝過程(chéng)一般可分爲(wei):粗加🍉工 — 半精(jing)加工 — 清角加(jia)工 — 精加工等(deng)工序。對于精(jing)度要求高的(de)零件,有時需(xu)要進行❗二🐆次(ci)🔞半精加工,然(rán)後再進行精(jīng)加工。粗加工(gōng)之後,零件可(kě)以自然冷卻(que),消除粗加工(gōng)産生的内應(ying)力,減小變形(xíng)。粗加工之後(hou)留下的👄餘量(liàng)應🔴大于變形(xíng)量,一般爲 1 ~ 2mm 。精(jing)加工時,零件(jiàn)精加工表面(mian)要保持均勻(yún)的加工餘量(liàng)🔱,一般以 0.2 ~ 0.5mm 爲宜(yi),使刀具在加(jia)工過程中處(chù)于平穩的狀(zhuang)态,可以✨大大(da)💋減😍少切削變(biàn)形,獲得良好(hao)的表面加工(gōng)質量,保證産(chǎn)品的精度。
二(èr)、減小加工變(bian)形的操作技(jì)巧
鋁件材料(liao)的零件在加(jia)工過程中變(bian)形,除了上述(shù)的原因🛀之外(wai),在實際操作(zuo)中,操作方法(fǎ)也是非常重(zhòng)要的。
1 、對于加(jiā)工餘量大的(de)零件,爲使其(qi)在加工過程(cheng)中有比較好(hao)的散熱條件(jiàn),避免熱量集(ji)中,加工時,宜(yi)采用🐪對稱加(jiā)工📐。如有♋一塊(kuài) 90mm 厚的闆料需(xū)要加工到 60mm ,若(ruo)銑好一面後(hou)立即銑削另(lìng)一面,一次加(jia)工到最後尺(chi)寸,則平面度(dù)達 5mm ;若采用反(fan)複進刀對稱(cheng)加工,每一面(mian)分兩次加工(gōng)到🔞最後尺寸(cùn),可保證平面(miàn)度達到 0.3mm 。
2 、如果(guǒ)闆材零件上(shàng)有多個型腔(qiang),加工時,不宜(yí)采用一個型(xíng)腔一個型腔(qiāng)的次序加工(gong)方法,這樣容(róng)易造成零件(jiàn)受力不均👈勻(yun)而産生變形(xíng)。采用分層多(duo)次加工,每一(yi)層盡量同時(shi)加工到所有(you)的型腔,然後(hòu)再加工下一(yī)個層次,使零(ling)件均勻受力(li),減小變形。
3 、通(tōng)過改變切削(xuē)用量來減少(shao)切削力、切削(xuē)熱。在切削🏃🏻♂️用(yòng)量的三要🔱素(su)中,背吃刀量(liàng)對切削力的(de)影響很大。如(ru)果加工餘量(liàng)太大,一次走(zou)刀的切削力(li)太大,不僅會(hui)使零件變形(xing),而且還會影(yǐng)響機床主軸(zhóu)剛性、降低刀(dao)具的耐用度(du)。如果🌈減少背(bèi)吃刀量,又會(huì)使生産效率(lǜ)大打折扣。不(bu)過,在數控✉️加(jiā)工中都是高(gao)速銑削,可🔱以(yǐ)克服這一難(nan)題。在減少背(bèi)吃刀量的同(tong)時,隻要相應(ying)地增大進給(gěi),提高機床的(de)轉速,就☎️可以(yi)降低切削力(li),同時保證加(jiā)工效🈲率。
4 、走刀(dāo)順序也要講(jiang)究。粗加工強(qiáng)調的是提高(gao)加工效率,追(zhuī)求單☂️位時間(jian)内的切除率(lǜ),一般可采用(yòng)逆銑。即🈲以最(zuì)🔞快的速度、最(zui)短的時間切(qiē)除毛坯表面(miàn)的多餘材料(liào),基本形成精(jing)加工所要求(qiu)的幾何輪廓(kuo)。而精加工所(suǒ)強調的是高(gao)精度高質量(liàng),宜采用順🔴銑(xi)。因爲順🈲銑時(shí)刀齒的切削(xue)厚度從最大(dà)逐漸遞✉️減至(zhi)零,加工🌂硬化(huà)程度大爲‼️減(jiǎn)輕,同時減輕(qing)零件的變形(xíng)程度。
5 、薄壁工(gong)件在加工時(shi)由于裝夾産(chǎn)生變形,即使(shi)精加工👣也是(shi)難💋以👄避免的(de)。爲使工件變(bian)形減小到最(zuì)低限度,可以(yi)在精加工即(ji)将達到最後(hou)尺寸之前,把(ba)壓緊件松一(yi)下,使工件自(zi)由恢複到原(yuán)狀,然🔴後再輕(qing)微壓📧緊,以剛(gāng)能夾住工件(jiàn)爲準(完全憑(ping)手感),這樣可(ke)以獲💘得理想(xiǎng)的加工效果(guǒ)。總之,夾緊力(li)的作用點最(zui)好在支承面(mian)上,夾🐪緊力應(yīng)作用在工件(jian)剛性好的方(fāng)向,在保證工(gong)件不松動的(de)前提下,夾緊(jǐn)力越小越好(hǎo)。
6 、在加工帶型(xíng)腔零件時,加(jia)工型腔時盡(jin)量不要讓銑(xi)刀像鑽頭似(sì)的直接向下(xià)紮入零件,導(dao)緻銑刀容屑(xiè)空間不夠,排(pai)屑🥵不順暢,造(zào)❌成零件過熱(re)、膨脹以及崩(beng)刀、斷刀等不(bu)利現象。要先(xiān)用與銑刀同(tong)尺寸或大一(yi)号的鑽頭鑽(zuàn)下刀孔,再用(yong)銑刀銑削。或(huò)者,可以用 CAM 軟(ruan)件生産螺旋(xuan)下刀程序。
影(yǐng)響鋁件加工(gong)精度和表面(miàn)質量的主要(yao)因素是該類(lèi)零件加💋工過(guo)程中容易發(fa)生變形現象(xiang),這需要操作(zuo)者💔具備一定(ding)的操作經驗(yàn)和技巧。