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標(biāo)題: 解決鋁零件的加工變形的常見方法 [打印本頁]

作者: 一往冇前 時(shí)間: 2023-1-12 10:13
標(biāo)題: 解決鋁零件的加工變形的常見方法

通俗的說,，夾具就是六個(gè)點(diǎn)（3+2+1：三點(diǎn)定面、兩點(diǎn)定線,、一點(diǎn)固定）,，而機(jī)加工需要解決變形。常見的鋁零件加工變形的原因很多,，與材質(zhì)、零件形狀,、生產(chǎn)條件等都有關(guān)系,。主要有幾個(gè)方面：毛坯內(nèi)應(yīng)力引起的變形，切削力,、切削熱引起的變形,，夾緊力引起的變形。
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一,、減少鋁加工變形的工藝措施
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1,、降低毛坯內(nèi)應(yīng)力

采用自然或人工時(shí)效以及振動(dòng)處理，均可部分消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力,。預(yù)先加工也是行之有效的工藝方法,。對(duì)較大的毛坯，由于余量大,，故加工后變形也大,。若預(yù)先加工掉毛坯的多余部分,，縮小各部分的余量，不僅可以減少以后工序的加工變形,，而且預(yù)先加工后放置一段時(shí)間,，還可以釋放一部分內(nèi)應(yīng)力。

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圖1

例如圖1所示為大梁零件,，毛坯形狀如圖雙點(diǎn)劃線所示重60kg,，而零件僅重3kg。若按圖中虛線所示一次性加工成形,，平面度誤差可高達(dá)14mm,，若按圖中實(shí)線進(jìn)行預(yù)加工，自然時(shí)效一段時(shí)間后再加工成形為所需要的零件,，則平面度誤差可以減小到3mm,。

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圖2

圖2為某型號(hào)穿蓋器零件，局部最小厚度僅為3mm,，加工前的毛坯厚度為20mm,。可以上加工中心用壓板換壓的方法將零件直接加工到尺寸,，但是從工作臺(tái)上取下來時(shí),，零件底部兩端會(huì)向上翹起，造成尺寸嚴(yán)重超差甚至報(bào)廢,。

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圖3

所以在加工之前,，先在毛坯上開一個(gè)應(yīng)力釋放槽，如圖3實(shí)線位置所示,，再從工作臺(tái)上取下,，自然時(shí)效1～2h，讓變形盡量在此時(shí)全部發(fā)生,。之后,，增加一個(gè)鉗工校平工序?qū)⒘慵Ｆ剑瑒t零件在后續(xù)加工中變形量會(huì)大幅度地降低,。

2,、改善刀具的切削能力

刀具的材料、幾何參數(shù)對(duì)切削力,、切削熱有重要的影響,，正確選擇刀具，對(duì)減少零件加工變形至關(guān)重要,。

（1）合理選擇刀具幾何參數(shù),。

①前角：在保持刀刃強(qiáng)度的條件下，前角適當(dāng)選擇大一些,，一方面可以磨出鋒利的刃口,，另外可以減少切削變形,，使排屑順利，進(jìn)而降低切削力和切削溫度,。切忌使用負(fù)前角刀具,。

②后角：后角大小對(duì)后刀面磨損及加工表面質(zhì)量有直接的影響。切削厚度是選擇后角的重要條件,。粗銑時(shí),，由于進(jìn)給量大，切削負(fù)荷重,，發(fā)熱量大,，要求刀具散熱條件好，因此,，后角應(yīng)選擇小一些,。精銑時(shí)，要求刃口鋒利,，減輕后刀面與加工表面的摩擦,，減小彈性變形，因此,，后角應(yīng)選擇大一些,。

③螺旋角：為使銑削平穩(wěn)，降低銑削力,，螺旋角應(yīng)盡可能選擇大一些,。

④主偏角：適當(dāng)減小主偏角可以改善散熱條件，使加工區(qū)的平均溫度下降,。

（2）改善刀具結(jié)構(gòu),。

①減少銑刀齒數(shù)，加大容屑空間,。由于鋁件材料塑性較大,，加工中切削變形較大，需要較大的容屑空間,，因此容屑槽底半徑應(yīng)該較大、銑刀齒數(shù)較少為好,。

②精磨刀齒,。刀齒切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在使用新刀之前,，應(yīng)該用細(xì)油石在刀齒前,、后面輕輕磨幾下，以消除刃磨刀齒時(shí)殘留的毛刺及輕微的鋸齒紋,。這樣,，不但可以降低切削熱而且切削變形也比較小,。

③嚴(yán)格控制刀具的磨損標(biāo)準(zhǔn)。刀具磨損后,，工件表面粗糙度值增加,，切削溫度上升，工件變形隨之增加,。因此,，除選用耐磨性好的刀具材料外，刀具磨損標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)該大于0.2mm,，否則容易產(chǎn)生積屑瘤,。切削時(shí)，工件的溫度一般不要超過100℃,，以防止變形,。

3、改善工件的裝夾方法

對(duì)于剛性較差的薄壁鋁件工件,，可以采用以下的裝夾方法,，以減少變形：

（1）對(duì)于薄壁襯套類零件，如果用三爪自定心卡盤或彈簧夾頭從徑向夾緊,，加工后一旦松開,，工件必然發(fā)生變形。此時(shí),，應(yīng)該利用剛性較好的軸向端面壓緊的方法,。以零件內(nèi)孔定位，自制一個(gè)帶螺紋的穿心軸,，套入零件的內(nèi)孔,，其上用一個(gè)蓋板壓緊端面再用螺帽背緊。加工外圓時(shí)就可避免夾緊變形,，從而得到滿意的加工精度,。

（2）對(duì)薄壁薄板工件進(jìn)行加工時(shí)，最好選用真空吸盤,，以獲得分布均勻的夾緊力,，再以較小的切削用量來加工，可以很好地防止工件變形,。

（3）使用填塞法,。為增加薄壁工件的工藝剛性，可在工件內(nèi)部填充介質(zhì),，以減少裝夾和切削過程中工件達(dá)變形,。例如，向工件內(nèi)灌入含3%～6%硝酸鉀的尿素熔融物，加工以后,，將工件浸入水或酒精中,，就可以將該填充物溶解倒出。

4,、合理安排工序

高速切削時(shí),，由于加工余量大以及斷續(xù)切削，因此銑削過程往往產(chǎn)生振動(dòng),，影響加工精度和表面粗糙度,。所以，數(shù)控高速切削加工工藝過程一般可分為：粗加工-半精加工-清角加工-精加工等工序,。對(duì)于精度要求高的零件,，有時(shí)需要進(jìn)行二次半精加工，然后再進(jìn)行精加工,。粗加工之后,，零件可以自然冷卻，消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,，減小變形,。粗加工之后留下的余量應(yīng)大于變形量，一般為1～2mm,。精加工時(shí),，零件精加工表面要保持均勻的加工余量，一般以0.2～0.5mm為宜,，使刀具在加工過程中處于平穩(wěn)的狀態(tài),，可以大大減少切削變形，獲得良好的表面加工質(zhì)量,，保證產(chǎn)品的精度,。

二、避免鋁變形的6種操作方法

除了改善刀具性能以及預(yù)先采用時(shí)效處理消除材料的內(nèi)應(yīng)力之外,，在實(shí)際操作中,，使用恰當(dāng)?shù)牟僮鞣椒ǹ梢杂行П苊獠牧系募庸ぷ冃巍?/strong>

1、對(duì)稱加工法

對(duì)于加工余量大的零件,，為使其在加工過程中有比較好的散熱條件,，避免熱量集中，加工時(shí),，宜采用對(duì)稱加工,。如有一塊90mm厚的板料需要加工到60mm，若銑好一面后立即銑削另一面,，一次加工到最后尺寸，則平面度達(dá)5mm;若采用反復(fù)進(jìn)刀對(duì)稱加工,，每一面分兩次加工到最后尺寸,，可保證平面度達(dá)到0.3mm,。

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2、分層多次加工法

如果板材零件上有多個(gè)型腔,，如下圖所示,。加工時(shí)，不宜采用一個(gè)型腔一個(gè)型腔的次序加工方法,，這樣容易造成零件受力不均勻而產(chǎn)生變形,。采用分層多次加工，每一層盡量同時(shí)加工到所有的型腔,，然后再加工下一個(gè)層次,，使零件均勻受力，減小變形,。

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圖4

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3,、恰當(dāng)選擇切削用量

通過改變切削用量來減少切削力、切削熱,。在切削用量的三要素中,，背吃刀量對(duì)切削力的影響很大。如果加工余量太大,，一次走刀的切削力太大,，不僅會(huì)使零件變形，而且還會(huì)影響機(jī)床主軸剛性,、降低刀具的耐用度,。如果減少背吃刀量，又會(huì)使生產(chǎn)效率大打折扣,。不過,，在數(shù)控加工中都是高速銑削，可以克服這一難題,。在減少背吃刀量的同時(shí),，只要相應(yīng)地增大進(jìn)給，提高機(jī)床的轉(zhuǎn)速,，就可以降低切削力,，同時(shí)保證加工效率。

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4,、走刀順序要講究

粗加工和精加工應(yīng)該采用不同的走刀順序,。粗加工強(qiáng)調(diào)的是提高加工效率，追求單位時(shí)間內(nèi)的切除率,，一般可采用逆銑,。即以最快的速度、最短的時(shí)間切除毛坯表面的多余材料，基本形成精加工所要求的幾何輪廓,。而精加工所強(qiáng)調(diào)的是高精度高質(zhì)量,，宜采用順銑。因?yàn)轫樸姇r(shí)刀齒的切削厚度從最大逐漸遞減至零,，加工硬化程度大為減輕,，同時(shí)減輕零件的變形程度。

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5,、薄壁件二次壓緊

薄壁工件在加工時(shí)由于裝夾產(chǎn)生變形,，即使精加工也是難以避免的。為使工件變形減小到最低限度,，可以在精加工即將達(dá)到最后尺寸之前,，把壓緊件松一下，使工件自由恢復(fù)到原狀,，然后再輕微壓緊,，以剛能夾住工件為準(zhǔn)，這樣可以獲得理想的加工效果,�,？傊瑠A緊力的作用點(diǎn)最好在支承面上,，夾緊力應(yīng)作用在工件剛性好的方向,，在保證工件不松動(dòng)的前提下，夾緊力越小越好,。

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6,、先鉆后銑加工法

在加工帶型腔零件時(shí)，加工型腔時(shí)盡量不要讓銑刀像鉆頭似的直接向下扎入零件,，導(dǎo)致銑刀容屑空間不夠,，排屑不順暢，造成零件過熱,、膨脹以及崩刀,、斷刀等不利現(xiàn)象。要先用與銑刀同尺寸或大一號(hào)的鉆頭鉆下刀孔,，再用銑刀銑削,。或者,，可以用CAM軟件生產(chǎn)螺旋下刀程序,。

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作者: 無人機(jī)2911 時(shí)間: 2023-1-12 12:54
感謝分享
作者: 非線性最優(yōu)解 時(shí)間: 2023-1-12 17:12
感謝分享# d# n6 m4 K, @- b! l

作者: 18137630758 時(shí)間: 2023-1-13 08:47
好東西，總結(jié)一下,，主要控制好裝夾力,、內(nèi)應(yīng)力,、切削力，切削熱,，就可以保證絕大多數(shù)的加工精度,。# u; R1 Q5 T- D* W$ O
再補(bǔ)充幾點(diǎn)，特別是加工異形薄壁件時(shí),，還要注意預(yù)留夾位、加強(qiáng)筋等方法,，來加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
作者: gao1232 時(shí)間: 2023-1-14 07:55
謝謝分享�,。�
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