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鋁件(jian)零件加工變(biàn)形的原因很(hen)多,與材質、零(ling)件形狀、生産(chǎn)條件等都有(yǒu)關系。主要有(you)以下幾個方(fāng)面:毛坯内應(yīng)力引起的😄變(biàn)形,切削力、切(qiē)削熱引起的(de)變形,夾緊力(li)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(cai)用自然或人(ren)工時效以及(ji)振動處理,均(jun1)可部分消除(chu)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(yóu)于餘量大,故(gù)加工後變形(xing)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(jin)可以減少以(yi)後工序的加(jia)工變形,而且(qiě)預先加工後(hou)放置一段時(shí)間,還可以釋(shi)放一部分内(nei)應力。
2 改善刀(dāo)具的切削能(neng)力
刀具的材(cái)料、幾何參數(shu)對切削力、切(qie)削熱有重要(yào)的影響,正确(què)🏃♂️選擇刀具,對(dui)減少零件加(jia)工變形至關(guan)重要。
( 1 )合理選(xuǎn)擇刀具幾何(hé)參數。
① 前角:在(zài)保持刀刃強(qiáng)度的條件下(xià),前角适當選(xuǎn)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(bian)形,使排🐆屑順(shùn)利,進🛀而降低(di)切削力和切(qiē)削溫度。切忌(jì)🌈使用負前角(jiǎo)刀具。
② 後角:後(hou)角大小對後(hòu)刀面磨損及(ji)加工表面質(zhì)量有直接♊的(de)🈲影響。切削厚(hòu)度是選擇後(hou)角的重要條(tiao)件。粗銑時,由(you)于進給量大(da),切削負荷重(zhong),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(kou)鋒利,減輕後(hòu)刀面與加工(gōng)表面的👄摩擦(ca),減小🌂彈性變(biàn)形,因此,後角(jiao)應選擇大一(yī)些。
③ 螺旋角:爲(wèi)使銑削平穩(wěn),降低銑削力(lì),螺旋角應盡(jìn)可能選擇大(dà)一些。
④ 主偏角(jiǎo):适當減小主(zhǔ)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(jù)結構。
① 減少銑(xi)刀齒數,加大(da)容屑空間。由(you)于鋁件材料(liào)塑性較大,加(jiā)工💔中切削變(bian)形較大,需要(yào)較大的容屑(xie)空間🌈,因此容(rong)屑槽底半徑(jing)🥰應該較大、銑(xǐ)刀齒數較少(shao)爲好🔴。
② 精磨刀(dāo)齒。刀齒切削(xuē)刃部的粗糙(cāo)度值要小于(yú) Ra=0.4um 。在使用新刀(dāo)之前,應該用(yòng)細油石在刀(dāo)齒前、後面輕(qing)輕🏃🏻♂️磨幾下,以(yi)消除刃磨刀(dao)齒時殘留的(de)毛刺及輕微(wēi)的鋸齒紋。這(zhè)樣♈,不但可以(yi)降低切削熱(re)而且切削變(biàn)形也比㊙️較小(xiao)。
③ 嚴格控制刀(dāo)具的磨損标(biao)準。刀具磨損(sun)後,工件表面(miàn)粗糙度值增(zēng)加,切削溫度(dù)上升,工件變(biàn)形随之增加(jiā)。因此,除選用(yong)耐磨性好的(de)刀具材料外(wài),刀具磨損标(biāo)準不應該大(dà)于 0.2mm ,否則容易(yi)産生積屑瘤(liú)。切削時,工件(jian)的溫度一般(ban)不要超過 100 ℃ ,以(yǐ)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(zhuāng)方👣法,以減少(shao)變形:
① 對于薄(báo)壁襯套類零(líng)件,如果用三(sān)爪自定心卡(kǎ)盤或彈👨❤️👨簧夾(jiá)頭從徑向夾(jia)緊,加工後一(yī)旦松開,工件(jiàn)必然發生變(bian)形。此時,應該(gāi)利用剛性較(jiao)好的軸向端(duān)面壓緊的方(fāng)法。以零件内(nèi)孔☂️定位,自制(zhì)一個帶螺紋(wén)的穿心軸,套(tao)入零件的内(nèi)孔,其上用一(yī)個蓋闆🍉壓緊(jin)端面再用螺(luó)帽背緊。加工(gong)外圓時就可(kě)避免🌂夾緊變(biàn)形,從而得到(dào)滿意的加工(gong)精度。
② 對薄壁(bi)薄闆工件進(jin)行加工時,最(zui)好選用真空(kōng)吸盤,以🌈獲得(dé)分布均勻的(de)夾緊力,再以(yǐ)較小的切削(xue)用量來加工(gong),可以很🔞好地(dì)防止工件變(biàn)形。
另外,還可(kě)以使用填塞(sāi)法。爲增加薄(bao)壁工件的工(gong)藝剛性,可🐕在(zai)工件内部填(tián)充介質,以減(jian)少裝夾和切(qie)削過程中工(gōng)件達變形。例(li)如,向工件内(nèi)灌入含 3% ~ 6% 硝酸(suān)鉀的尿素熔(rong)融物,加工以(yǐ)後,将工件浸(jin)入水或酒💯精(jing)中♻️,就可以将(jiang)該填充物溶(rong)解倒出。
4 合理(li)安排工序
高(gāo)速切削時,由(you)于加工餘量(liàng)大以及斷續(xu)切削,因此銑(xǐ)🐅削過程往📐往(wǎng)産生振動,影(yǐng)響加工精度(dù)和表面粗糙(cao)度。所以⛱️,數控(kòng)高速切削加(jia)工工藝過程(cheng)一般可分爲(wei):粗加工 — 半精(jīng)加工 — 清角加(jiā)工 — 精加工等(deng)工序。對于精(jing)度要求高的(de)零件,有時需(xū)要進行二次(cì)半精加工,然(rán)後再進行精(jing)加工。粗加工(gong)之後,零件可(kě)以自然冷卻(què),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(xing)量,一般爲 1 ~ 2mm 。精(jing)加工時,零件(jian)精加工表面(miàn)要保持均勻(yun)的加工餘量(liang)🏃🏻♂️,一般❗以 0.2 ~ 0.5mm 爲宜(yi),使刀具在加(jia)工過程中處(chu)于平穩的狀(zhuang)态,可以大大(dà)減少切削變(biàn)形,獲得良好(hao)的表面加工(gong)質量,保證産(chǎn)品的精度。
二(er)、減小加工變(biàn)形的操作技(ji)巧
鋁件材料(liao)的零件在加(jia)工過程中變(bian)形,除了上述(shu)的原🔆因之外(wài),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(qí)在加工過程(chéng)中有比較好(hao)的散熱條件(jiàn),避免熱量集(ji)中,加工時,宜(yí)采用對稱加(jiā)工。如有一塊(kuai) 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(ling)一面,一次加(jiā)工到最後尺(chǐ)♋寸,則平面度(dù)達 5mm ;若采用反(fan)複進刀對稱(chēng)加工,每一面(miàn)分兩次加工(gong)到最🚶♀️後尺寸(cùn)🌐,可保證平面(miàn)度達到 0.3mm 。
2 、如果(guo)闆材零件上(shang)有多個型腔(qiang),加工時,不宜(yi)采用一個型(xing)腔一個型腔(qiāng)的次序加工(gong)方法,這樣容(rong)易造成零件(jiàn)受力不均勻(yún)而産生變形(xing)。采用分層多(duo)次加工🧑🏾🤝🧑🏼,每一(yī)層盡量同🌐時(shi)加工⛹🏻♀️到所有(yǒu)的型腔,然後(hòu)再加工下一(yi)個層📱次,使零(líng)件均勻受力(li)👄,減小變形🐪。
3 、通(tōng)過改變切削(xue)用量來減少(shao)切削力、切削(xuē)熱。在切削💞用(yong)量的三要素(su)中,背吃刀量(liang)對切削力的(de)影響很大。如(ru)果加工餘量(liang)太大,一次走(zou)刀的切削力(lì)太大,不僅✨會(huì)使零件變形(xíng),而且還會影(yǐng)響🚶機床主軸(zhou)剛性、降低刀(dao)具的耐用度(dù)。如果減少背(bèi)吃刀量,又會(hui)使生産效率(lü)大打折扣。不(bú)過,在數控加(jiā)工中都是高(gāo)速銑削,可🔞以(yi)克服這一難(nán)題。在減少背(bèi)吃刀量的同(tong)時,隻要相應(ying)地增大進給(gei),提🐅高機床的(de)轉速,就🤩可以(yǐ)降低切削力(lì),同時保證加(jia)工效率。
4 、走刀(dāo)順序也要講(jiǎng)究。粗加工強(qiáng)調的是提高(gao)加工效率,追(zhui)求單位🆚時間(jiān)内的切除率(lǜ),一般可采用(yong)逆銑。即以最(zui)快的速度、最(zuì)短的時間切(qie)除毛坯表面(mian)的多餘材料(liào),基本形成精(jing)加工所要求(qiú)的幾何輪廓(kuò)。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(hua)程度大爲減(jiǎn)輕,同時減輕(qīng)💞零件的變形(xíng)程度。
5 、薄壁工(gōng)件在加工時(shí)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(zui)低限⭐度,可以(yi)在✏️精加工即(ji)将達到最後(hòu)尺寸之前,把(ba)壓緊件松一(yi)下,使工件自(zi)由恢複到原(yuan)狀,然後再輕(qing)微壓緊,以剛(gang)能夾住工件(jian)爲準(完全憑(píng)手感),這樣可(kě)以獲得理想(xiang)的加工效果(guo)。總之,夾緊力(lì)的作用點最(zuì)好在支承面(mian)上,夾緊力應(ying)作用在工件(jian)剛性好的方(fang)💰向,在保證工(gōng)件不松動🧡的(de)前提下,夾緊(jǐn)力越小越好(hao)。
6 、在加工帶型(xíng)腔零件時,加(jiā)工型腔時盡(jin)量不要讓銑(xǐ)刀像鑽頭似(si)的直接向下(xia)紮入零件,導(dǎo)緻銑刀容屑(xiè)空間不夠💚,排(pái)屑不順㊙️暢,造(zao)成零件過熱(re)、膨脹以及崩(beng)刀、斷刀等不(bu)利現象。要先(xian)用與銑刀同(tong)尺寸或大一(yī)号的鑽頭♊鑽(zuan)下刀孔㊙️,再用(yòng)銑刀銑削。或(huò)者,可以用 CAM 軟(ruǎn)件生産螺旋(xuán)下刀程序。
影(ying)響鋁件加工(gōng)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(fā)生變形現象(xiàng),這需要操作(zuo)者具備⁉️一定(ding)的操作經驗(yàn)和技巧。
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