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鋁件零件(jiàn)加工變形(xing)的原因很(hěn)多,與材質(zhi)、零件形狀(zhuang)、生産💃條件(jian)等都有關(guān)系。主要有(yǒu)以下幾個(ge)方面:毛坯(pī)💁内應力引(yin)起的變形(xíng),切削🈚力、切(qie)削熱引起(qǐ)的變形,夾(jia)☂️緊力引⚽起(qi)的變形。
一(yi)、減少加工(gong)變形的工(gōng)藝措施
1 降(jiàng)低毛坯内(nei)應力
采用(yòng)自然或人(rén)工時效以(yi)及振動處(chù)理,均可部(bù)分消除毛(mao)坯的内應(ying)力。預先加(jiā)工也是行(hang)之有效的(de)工藝方法(fǎ)🍓。對肥頭大(dà)耳的毛坯(pī),由于餘量(liang)大,故加工(gong)後變形也(yě)大。若預先(xiān)加工掉🆚毛(mao)坯的多餘(yú)部分,縮小(xiǎo)各部分的(de)餘量,不僅(jin)可以減少(shǎo)以後工序(xu)的加工變(biàn)形,而㊙️且預(yù)先加工後(hou)放置一段(duàn)時間,還可(kě)以釋放一(yi)部分🏃🏻内應(yīng)力。
2 改善刀(dao)具的切削(xue)能力
刀具(jù)的材料、幾(ji)何參數對(dui)切削力、切(qie)削熱有重(zhòng)要的影響(xiǎng)📱,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(cān)數。
① 前角:在(zài)保持刀刃(ren)強度的條(tiao)件下,前角(jiǎo)适當選擇(ze)大🈲一些,一(yī)方面☁️可以(yǐ)磨出鋒利(li)的刃口,另(ling)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(jì)使用負前(qian)角刀具。
② 後(hou)角:後角大(da)小對後刀(dāo)面磨損及(jí)加工表面(mian)質量有直(zhi)接的影響(xiang)。切削厚度(dù)是選擇後(hou)角的重要(yao)條件。粗☁️銑(xi)時,由于進(jìn)給♻️量大,切(qie)削負荷重(zhong),發熱量大(da),要求刀具(ju)散熱✍️條件(jian)好,因此,後(hòu)角應選擇(zé)小一些。精(jing)銑時,要求(qiú)刃口鋒利(lì),減輕後刀(dao)面與加工(gōng)表面的摩(mó)擦,減小👈彈(dan)性變形,因(yīn)此,後角應(yīng)選擇大一(yī)些。
③ 螺旋角(jiao):爲使銑削(xuē)平穩,降低(di)銑削力,螺(luó)旋角應盡(jin)可能選擇(zé)大一些。
④ 主(zhu)偏角:适當(dāng)減小主偏(piān)角可以改(gai)善散熱條(tiáo)件,使加工(gōng)區的平🔞均(jun)溫度下降(jiàng)。
( 2 )改善刀具(ju)結構。
① 減少(shǎo)銑刀齒數(shu),加大容屑(xie)空間。由于(yu)鋁件材料(liao)塑性較大(dà),加工中⛷️切(qie)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(dao)齒數較少(shao)爲好。
② 精磨(mó)刀齒。刀齒(chi)切削刃部(bu)的粗糙度(dù)值要小于(yú) Ra=0.4um 。在使用新(xin)刀之前,應(yīng)該用細油(yóu)石在刀齒(chǐ)前、後面輕(qīng)🌂輕磨幾下(xià),以消除刃(ren)磨刀齒時(shí)殘留的毛(mao)刺及輕微(wēi)👨❤️👨的鋸齒紋(wén)。這樣,不但(dan)可以降低(dī)切削熱而(er)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(zhun)。刀具磨損(sǔn)後,工件表(biao)面粗糙度(du)值增加,切(qie)削溫度上(shàng)升,工件變(bian)形随之增(zēng)加。因此,除(chú)選用耐磨(mó)性⛹🏻♀️好的刀(dāo)具材料外(wài),刀具磨損(sǔn)标準不應(ying)該大于🔞 0.2mm ,否(fou)則容易産(chan)生積屑瘤(liu)。切削時,工(gong)件的溫度(dù)一般不要(yao)超🔴過💃🏻 100 ℃ ,以防(fang)止變形。
3 改(gai)善工件的(de)夾裝方法(fǎ)
對于剛性(xìng)較差的薄(báo)壁鋁件工(gōng)件,可以采(cai)用以下的(de)夾裝方法(fa),以減少變(bian)形:
① 對于薄(bao)壁襯套類(lei)零件,如果(guo)用三爪自(zì)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(yīng)該利用🎯剛(gāng)性較好的(de)軸向端面(miàn)壓緊的方(fang)法。以零件(jian)内孔定位(wèi),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(gài)闆壓緊端(duan)面再用螺(luó)帽背緊。加(jia)工外圓時(shi)就可避免(miǎn)☔夾緊變形(xíng),從☎️而得到(dào)滿意的加(jia)工精度。
② 對(duì)薄壁薄闆(pan)工件進行(hang)加工時,最(zui)好選用真(zhēn)空吸盤,以(yi)獲🐕得分布(bu)均勻的夾(jia)緊力,再以(yi)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(hái)可以使用(yòng)填塞法。爲(wei)增加薄壁(bì)工件的工(gōng)藝剛👣性,可(kě)🏃在🔴工件内(nèi)部填充介(jiè)質,以減少(shǎo)裝夾和切(qiē)削過程中(zhōng)工件達變(biàn)形。例如,向(xiang)工件内灌(guan)入含 3% ~ 6% 硝酸(suān)鉀的尿素(sù)熔融物,加(jiā)工以後,将(jiāng)工件浸入(rù)水或酒精(jing)中,就可以(yi)将該填充(chong)物溶解倒(dao)出。
4 合理安(ān)排工序
高(gao)速切削時(shí),由于加工(gong)餘量大以(yǐ)及斷續切(qie)削,因此銑(xi)削💔過程往(wang)往産生振(zhèn)動,影響加(jiā)工精度和(he)表面粗糙(cāo)度💃🏻。所以,數(shù)控高速切(qiē)削加工工(gōng)藝過程一(yī)般可分爲(wei):粗加🐪工 — 半(ban)精加工 — 清(qīng)角加工 — 精(jīng)加工等工(gong)序。對于精(jīng)度要求高(gāo)的零件,有(yǒu)時需要進(jin)行二次半(bàn)精加工,然(rán)後再進行(háng)精加工。粗(cū)加工之後(hou),零件可⭕以(yǐ)自然冷卻(que),消除粗加(jiā)工産生的(de)内應力☎️,減(jiǎn)小變形。粗(cū)加工之後(hòu)留下的🥵餘(yú)量應大于(yu)變形量,一(yi)般爲 1 ~ 2mm 。精加(jia)工時,零件(jiàn)精加工表(biǎo)面要保持(chí)均勻的加(jiā)工餘量,一(yī)㊙️般👌以 0.2 ~ 0.5mm 爲宜(yí),使刀具在(zai)加工過程(cheng)中處于平(ping)穩的狀态(tai),可以大大(da)⛷️減少切削(xue)變形,獲得(de)良好的表(biao)面加工質(zhì)量,保證産(chan)品的精度(du)。
二、減小加(jiā)工變形的(de)操作技巧(qiǎo)
鋁件材料(liào)的零件在(zài)加工過程(cheng)中變形,除(chu)了上述的(de)原因之外(wai),在實際操(cāo)作中,操作(zuo)方法也是(shi)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(jia)工過程中(zhōng)有比較好(hao)的散熱條(tiáo)件,避免熱(rè)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(xue)另一面,一(yi)次加工到(dào)最後🥵尺寸(cùn),則平面度(dù)達 5mm ;若采用(yòng)反複進刀(dao)對稱加工(gōng),每一面分(fèn)兩次加工(gong)到最後尺(chǐ)寸,可保證(zheng)平面度達(da)到 0.3mm 。
2 、如果闆(pǎn)材零件上(shàng)有多個型(xíng)腔,加工時(shi),不宜采用(yòng)一個型腔(qiāng)👄一💰個型腔(qiang)的次序加(jiā)工方法,這(zhè)樣容易造(zao)成零件受(shòu)力不均勻(yún)而産生變(biàn)形。采用分(fen)層多次加(jiā)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(ling)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(qiē)削熱。在切(qie)削用量🔞的(de)🙇♀️三要素中(zhōng),背吃刀量(liang)對切削力(lì)的影響很(hen)大🌈。如果加(jiā)工餘量太(tài)大,一次走(zou)刀的切削(xuē)力太大,不(bú)僅會使零(ling)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(bei)吃♈刀量,又(yòu)會使生産(chǎn)效率大打(dǎ)折扣🏒。不過(guo),在數控加(jiā)工中都是(shì)高速銑削(xuē),可以克服(fu)這一💃🏻難🥰題(tí)。在減少背(bèi)吃刀量的(de)同時,隻要(yào)相應地增(zeng)大進給,提(tí)☁️高機床的(de)轉速,就☀️可(ke)以降低切(qie)削力,同時(shí)保證加工(gōng)效率。
4 、走刀(dao)順序也要(yao)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(zuì)快的速度(dù)、最短的時(shi)間切除毛(mao)坯表面的(de)多餘材料(liào),基本形成(chéng)👨❤️👨精加工所(suǒ)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(cóng)最大逐漸(jian)遞減至零(ling),加工📞硬化(huà)程度大爲(wèi)✏️減輕,同時(shí)減輕零件(jian)的變形程(chéng)度。
5 、薄壁工(gong)件在加工(gong)時由于裝(zhuāng)夾産生變(biàn)形,即使精(jing)加工也是(shi)難🛀🏻以避免(miǎn)的。爲使工(gōng)件變形減(jian)小到最低(di)限度,可以(yǐ)在🎯精加工(gōng)即将達到(dào)最後尺寸(cun)之前,把壓(yā)緊件松一(yī)下,使工件(jian)自由恢複(fú)到🏃🏻原狀,然(ran)後再輕微(wei)壓緊,以剛(gang)能夾住工(gōng)件爲準(完(wan)全憑手感(gan)),這💛樣可以(yǐ)獲🌈得理想(xiǎng)的加工效(xiào)果。總之,夾(jia)緊力的作(zuo)用點最好(hao)在支承面(mian)上,夾緊力(lì)應作用在(zai)工件剛性(xìng)好的方向(xiang),在保證工(gōng)件不松動(dong)的前提⛱️下(xià),夾緊力✉️越(yuè)小越好。
6 、在(zai)加工帶型(xíng)腔零件時(shi),加工型腔(qiang)時盡量不(bú)要讓銑🚩刀(dao)像鑽頭🔴似(sì)🈚的直接向(xiang)下紮入零(ling)件,導緻銑(xǐ)刀容屑空(kong)間不夠,排(pai)屑💁不順暢(chàng),造成零件(jian)過熱、膨脹(zhang)以及崩😄刀(dao)、斷刀等不(bú)利現象。要(yao)先用與銑(xǐ)刀同尺寸(cun)或大一❄️号(hao)的鑽頭鑽(zuan)下刀孔,再(zài)用銑刀銑(xi)削。或者,可(kě)以用 CAM 軟件(jiàn)生産螺旋(xuán)下刀程序(xu)。
影響鋁件(jian)加工精度(du)和表面質(zhì)量的主要(yào)因素是該(gāi)類零件⭕加(jiā)♈工過程中(zhōng)容易發生(shēng)變形現象(xiang),這需要操(cao)作者♊具備(bèi)一定的操(cao)作經驗和(he)技巧。
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