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鋁件零件(jian)加工變形(xing)的原因很(hěn)多,與材質(zhì)、零件形狀(zhuang)、生🚶産條⛷️件(jian)等都有關(guan)系。主要有(you)以下幾個(gè)方面:毛坯(pi)内應力引(yin)起的變形(xing),切削力、切(qiē)削熱引起(qi)的變形,夾(jia)緊力引起(qǐ)的變形。
一(yi)、減少加工(gong)變形的工(gong)藝措施
1 降(jiang)低毛坯内(nei)應力
采用(yong)自然或人(rén)工時效以(yǐ)及振動處(chu)理,均可部(bù)分消除☎️毛(máo)坯的内應(ying)力。預先加(jiā)工也是行(háng)之有效的(de)工藝方法(fa)。對肥⁉️頭大(da)耳的毛坯(pi)♌,由于餘量(liang)大,故加工(gōng)後變形也(yě)大。若預先(xiān)加工掉毛(máo)坯的多餘(yu)部分,縮小(xiao)各部分的(de)餘量💔,不僅(jǐn)可以減少(shǎo)以後💚工序(xù)的加工變(bian)形,而且預(yù)先加工後(hòu)放置一段(duàn)🏃時間,還可(ke)以釋放一(yi)部分☂️内應(ying)力。
2 改善刀(dāo)具的切削(xuē)能力
刀具(ju)的材料、幾(jǐ)何參數對(duì)切削力、切(qiē)削熱有重(zhòng)要的影⛹🏻♀️響(xiang),正🌈确🐉選擇(ze)刀具,對減(jian)少零件加(jiā)工變形至(zhi)關重✉️要。
( 1 )合(he)理選擇刀(dao)具幾何參(can)數。
① 前角:在(zai)保持刀刃(ren)強度的條(tiáo)件下,前角(jiǎo)适當選擇(ze)大一💁些,一(yī)方面可以(yi)磨出鋒利(li)的刃口,另(lìng)外可以減(jian)少♉切削變(biàn)形🏒,使排屑(xie)順利,進而(er)降低切削(xuē)力和切削(xuē)溫度。切忌(ji)使用負⁉️前(qian)角刀具。
② 後(hòu)角:後角大(dà)小對後刀(dāo)面磨損及(jí)加工表面(miàn)質量有直(zhí)接的影響(xiǎng)。切削厚度(du)是選擇後(hòu)角的重要(yào)條件。粗✨銑(xi)時,由于進(jìn)給量大,切(qiē)削負荷重(zhong),發熱量大(da),要求刀✌️具(jù)散熱條件(jian)好,因此,後(hou)角應選擇(zé)小一😘些。精(jing)銑時,要求(qiu)刃口鋒利(li),減輕後刀(dāo)面與加工(gong)表面的摩(mó)擦,減小💋彈(dàn)性變形,因(yin)♊此,後角應(ying)選擇大一(yi)些。
③ 螺旋角(jiǎo):爲使銑削(xuē)平穩,降低(di)銑削力,螺(luó)旋角應盡(jin)可能選擇(ze)大一些。
④ 主(zhǔ)偏角:适當(dāng)減小主偏(piān)角可以改(gai)善散熱條(tiáo)件,使加工(gong)區的平均(jun1)溫度下降(jiàng)。
( 2 )改善刀具(jù)結構。
① 減少(shǎo)銑刀齒數(shu),加大容屑(xie)空間。由于(yú)鋁件材料(liào)塑性較🍓大(da),加工中切(qiē)削變形較(jiào)大,需要較(jiào)大的容屑(xie)空間,因此(cǐ)容屑🔴槽底(di)半徑應該(gāi)🧡較大、銑刀(dāo)齒數較少(shao)爲好㊙️。
② 精磨(mó)刀齒。刀齒(chǐ)切削刃部(bù)的粗糙度(du)值要小于(yú) Ra=0.4um 。在使用新(xin)刀之前,應(yīng)該用細油(you)石在刀齒(chǐ)前、後面輕(qing)👈輕磨👣幾下(xià)🈲,以☔消除刃(rèn)磨刀齒時(shí)殘留的毛(máo)刺及輕微(wēi)的鋸齒紋(wen)💚。這樣,不但(dàn)可以降低(dī)切削熱而(ér)且切削變(biàn)形也比🛀較(jiào)小。
③ 嚴格控(kong)制刀具的(de)磨損标準(zhǔn)。刀具磨損(sǔn)後,工件表(biao)面粗糙度(dù)值增加,切(qie)削溫度上(shàng)升,工件變(bian)形随之增(zeng)加。因此,除(chu)選用耐磨(mo)性好的刀(dao)具材料外(wai),刀具磨損(sǔn)标準不應(ying)該大于 0.2mm ,否(fǒu)則容易産(chan)生積屑瘤(liú)。切削時,工(gōng)件的溫度(du)一般不要(yào)超⚽過 100 ℃ ,以防(fang)止變形。
3 改(gǎi)善工件的(de)夾裝方法(fa)
對于剛性(xìng)較差的薄(báo)壁鋁件工(gōng)件,可以采(cǎi)用以下的(de)夾🌏裝方法(fǎ),以減少變(bian)形:
① 對于薄(báo)壁襯套類(lei)零件,如果(guo)用三爪自(zi)定心卡盤(pan)或彈♋簧夾(jiá)頭從❌徑向(xiàng)夾緊,加工(gōng)後一旦松(sōng)開,工件必(bi)然發生🏃♂️變(bian)形。此時💋,應(ying)該利用剛(gang)性較好的(de)軸向端面(miàn)壓♉緊的方(fang)⭕法。以零件(jiàn)内孔定位(wei),自制一個(ge)帶螺紋的(de)穿心軸,套(tao)入💛零件的(de)内孔,其上(shang)用一個蓋(gai)闆壓緊端(duān)面🆚再用螺(luó)帽背緊。加(jia)工外圓時(shí)就可避免(mian)夾緊變形(xing),從而得到(dao)滿意的加(jiā)工精度。
② 對(duì)薄壁薄闆(pǎn)工件進行(háng)加工時,最(zui)好選用真(zhēn)空吸盤,以(yi)獲⁉️得分布(bù)均勻的夾(jia)緊力,再以(yǐ)較小的切(qiē)削用量來(lái)加工,可以(yǐ)很好地防(fáng)止工件變(bian)形。
另外,還(hai)可以使用(yong)填塞法。爲(wei)增加薄壁(bì)工件的工(gōng)藝剛🔆性,可(ke)在工件内(nei)部填充介(jie)質,以減少(shǎo)裝夾和切(qiē)削過程中(zhong)工件達變(biàn)形。例如,向(xiàng)工件内灌(guàn)入含 3% ~ 6% 硝酸(suān)鉀的尿素(su)熔融物,加(jiā)工以後,将(jiāng)工件浸入(ru)水或酒精(jīng)中,就可以(yi)将該填充(chōng)物溶解倒(dǎo)出。
4 合理安(ān)排工序
高(gāo)速切削時(shí),由于加工(gōng)餘量大以(yi)及斷續切(qiē)削,因此銑(xǐ)㊙️削過程往(wang)往産生振(zhen)動,影響加(jiā)工精度和(hé)表面粗糙(cāo)度。所以,數(shu)控高速🐪切(qie)削加工工(gōng)藝過程一(yi)般可分爲(wei):粗加工 — 半(bàn)精加工 — 清(qing)角加工 — 精(jing)加工等工(gōng)序。對于精(jīng)度要求高(gao)的零件,有(you)時需要進(jin)行二次❗半(bàn)精加工,然(ran)後再進行(háng)精加工。粗(cū)加工之後(hòu),零🈲件可以(yǐ)自然冷卻(que),消📱除粗加(jiā)工産生的(de)内應力,減(jian)小變形。粗(cu)加工之後(hou)留下的餘(yu)量應大于(yú)變形量,一(yi)般爲 1 ~ 2mm 。精加(jiā)工時,零件(jiàn)精加工表(biao)面要保持(chí)均勻的加(jiā)工餘量,一(yi)般以 0.2 ~ 0.5mm 爲宜(yí),使刀具在(zài)加工過程(cheng)中處于平(píng)穩的狀态(tai),可以大😄大(da)減少切🐅削(xuē)變形,獲得(de)良好的表(biǎo)面加工質(zhì)量,保證産(chǎn)品的精度(dù)。
二、減小加(jia)工變形的(de)操作技巧(qiao)
鋁件材料(liao)的零件在(zai)加工過程(chéng)中變形,除(chú)了上述的(de)原因之外(wài)❤️,在實際操(cao)作中,操作(zuò)方法也是(shì)非常重要(yao)的。
1 、對于加(jia)工餘量大(da)的零件,爲(wèi)使其在加(jiā)工過程中(zhōng)有比較好(hao)的散熱條(tiao)件,避免熱(re)量集中,加(jiā)工時,宜采(cǎi)用⭐對稱加(jia)工。如有一(yi)塊🛀🏻 90mm 厚的闆(pǎn)料需要加(jiā)工到 60mm ,若銑(xǐ)好一面後(hou)立即銑削(xuē)另一面,一(yi)次加工到(dào)最後尺寸(cun),則平面度(du)達 5mm ;若采用(yòng)反複進刀(dāo)對稱加工(gōng),每一面分(fèn)兩次加工(gong)到最後尺(chǐ)寸,可保證(zhèng)平面度達(dá)到 0.3mm 。
2 、如果闆(pǎn)材零件上(shang)有多個型(xing)腔,加工時(shí),不宜采用(yòng)一個型腔(qiāng)一個型腔(qiāng)的次序加(jia)工方法,這(zhe)樣容易造(zào)成零件受(shou)力🔆不均勻(yún)而産生變(bian)形。采用分(fen)層多次加(jia)工,每一層(céng)🍉盡量同時(shí)加工到所(suǒ)有的型腔(qiang),然後再加(jia)工下一個(gè)層次,使零(líng)件均勻受(shòu)力🥵,減小變(bian)形🧡。
3 、通過改(gai)變切削用(yòng)量來減少(shao)切削力、切(qie)削熱。在切(qie)削用量的(de)三要素中(zhong),背吃刀量(liàng)對切削力(li)的影響很(hěn)大💘。如果加(jia)工🏃🏻餘量太(tai)大🧑🏾🤝🧑🏼,一次走(zǒu)刀的切削(xuē)力太大,不(bu)僅會使零(líng)件變形,而(ér)且還會影(yǐng)響❗機床主(zhu)軸剛性、降(jiàng)低☎️刀具的(de)耐用度。如(ru)果減少背(bèi)吃⛹🏻♀️刀量,又(yòu)會使生産(chǎn)效😍率大打(da)折扣。不過(guo),在數控加(jiā)工中都是(shi)高速銑削(xuē),可以克服(fú)這一難題(tí)。在減少背(bei)吃刀量的(de)同時,隻🔅要(yào)相應地增(zēng)大進給,提(ti)高機床的(de)轉速,就🐉可(kě)以降低切(qie)削力💃🏻,同時(shi)保證加工(gōng)效率。
4 、走刀(dao)順序也要(yào)講究。粗加(jia)工強調的(de)是提高加(jia)工效🔴率,追(zhui)求單位🤟時(shi)間内的切(qie)除率,一般(ban)可采用逆(ni)銑。即💰以最(zui)快的速度(dù)、最短的時(shí)☁️間切除毛(máo)坯表面的(de)多餘材料(liào),基本形成(chéng)❗精加工所(suo)要求的幾(jǐ)何輪廓。而(er)精加工所(suǒ)強調的是(shi)高精度高(gāo)質量📐,宜采(cǎi)用順銑。因(yin)爲順銑時(shi)刀齒的切(qiē)削厚度從(cong)最大逐漸(jiàn)遞減至零(ling),加工🌂硬化(hua)程度大爲(wèi)🥵減輕,同時(shí)減輕零件(jiàn)的變形程(chéng)度。
5 、薄壁工(gong)件在加工(gōng)時由于裝(zhuāng)夾産生變(bian)形,即使精(jīng)加🙇♀️工也是(shi)❗難以避免(mian)的。爲使工(gōng)件變形減(jiǎn)小到最低(di)限🔴度,可以(yi)在精加🌈工(gōng)即将達到(dao)最後尺寸(cùn)之前,把壓(ya)緊件松一(yi)下,使工件(jiàn)自由恢複(fú)到原狀,然(ran)✍️後再輕微(wēi)壓☀️緊,以剛(gang)能夾住工(gong)件🧡爲準(完(wan)全憑手感(gǎn)),這樣可以(yi)獲💃🏻得理想(xiang)的加工效(xiao)果。總之㊙️,夾(jiá)緊力的作(zuo)用點最好(hǎo)在支承面(mian)上,夾緊力(li)應作用在(zai)工件剛性(xing)好的方向(xiàng),在保證工(gōng)件不松動(dòng)的前提下(xia),夾緊力越(yuè)小越好。
6 、在(zài)加工帶型(xíng)腔零件時(shi),加工型腔(qiāng)時盡量不(bu)要讓銑刀(dāo)像鑽頭似(sì)的直接向(xiàng)下紮入零(ling)件,導緻銑(xi)刀容屑空(kōng)間不夠,排(pái)屑不順暢(chàng),造成零件(jiàn)過熱、膨脹(zhàng)以及崩刀(dāo)、斷刀🔞等不(bu)利現象。要(yao)先用與銑(xi)刀同❌尺寸(cùn)或大一号(hao)的鑽頭鑽(zuàn)下刀孔,再(zài)用銑刀銑(xǐ)削。或者,可(ke)以用 CAM 軟件(jiàn)生産螺旋(xuán)下刀程序(xu)。
影響鋁件(jiàn)加工精度(dù)和表面質(zhì)量的主要(yào)因素是該(gāi)類零件加(jiā)工過程中(zhong)容易發生(sheng)變形現象(xiang),這需要操(cao)作者具備(bei)一定的操(cao)❄️作經驗和(he)技巧。
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