鋁(lü)件零件加(jiā)工變形的(de)原因很多(duo),與材質、零(ling)件形狀、生(sheng)産條件等(děng)都有關系(xi)。主要有以(yǐ)下幾個方(fang)面:毛坯内(nèi)應力引起(qǐ)的變形,切(qiē)削❗力、切削(xuē)熱引起的(de)變形,夾緊(jin)力引起的(de)變形。
一、減(jian)少加工變(biàn)形的工藝(yi)措施
1降低(dī)毛坯内應(ying)力
采用自(zi)然或人工(gōng)時效以及(jí)振動處理(li),均可部分(fèn)消除毛坯(pī)的内應力(li)。預先加工(gōng)也是行之(zhī)有效的工(gōng)藝方法。對(duì)肥頭大耳(er)的毛坯,由(yóu)于餘量大(da),故加工後(hou)變形也大(dà)。若預先加(jiā)工掉毛坯(pi)的多餘部(bu)分,縮小各(gè)部📞分的餘(yú)量,不僅可(kě)以減少以(yi)後⛱️工序的(de)加工變形(xing),而🔱且預先(xiān)加工後放(fàng)置一段時(shi)間,還可以(yǐ)釋放一部(bù)分👣内應力(li)。
刀具的(de)材料、幾何(hé)參數對切(qiē)削力、切削(xuē)熱有重要(yao)的影響,正(zhèng)确選擇刀(dāo)具,對減少(shao)零件加工(gōng)變形至關(guān)重要。
(1)合理(li)選擇刀具(ju)幾何參數(shu)。
①前角:在保(bao)持刀刃強(qiang)度的條件(jiàn)下,前角适(shi)當選擇大(da)一些,一方(fāng)㊙️面可以磨(mo)出鋒利的(de)刃口,另外(wài)可以減少(shǎo)切削變形(xing)✍️,使排屑順(shùn)利,進而降(jiang)低切削力(lì)和切削溫(wēn)度。切忌🌈使(shǐ)用負前角(jiǎo)刀具。
②後角(jiao):後角大小(xiao)對後刀面(miàn)磨損及加(jia)工表面質(zhì)量有直接(jie)的影🍓響。切(qiē)削厚度是(shì)選擇後角(jiǎo)的重要條(tiao)件。粗♋銑時(shi),由于進給(gei)量大,切削(xuē)負荷重,發(fā)熱量大,要(yao)求刀具散(sàn)熱條件好(hao),因此,後角(jiao)應選擇小(xiǎo)一㊙️些。精銑(xǐ)時,要求刃(rèn)口鋒♈利,減(jiǎn)輕後🏃刀面(miàn)與加工表(biao)面的摩擦(ca),減小彈性(xing)變形,因此(ci),後角應選(xuan)💘擇大一些(xie)。
③螺旋角:爲(wei)使銑削平(píng)穩,降低銑(xǐ)削力,螺旋(xuán)角應盡可(kě)能🥵選擇大(dà)一些。
④主偏(piān)角:适當減(jian)小主偏角(jiǎo)可以改善(shan)散熱條件(jian),使加🔅工✍️區(qū)的平🥰均溫(wēn)度下降。
(2)改(gai)善刀具結(jié)構。
①減少銑(xǐ)刀齒數,加(jiā)大容屑空(kong)間。由于鋁(lü)件材料塑(su)性較大😘,加(jiā)工中🤟切削(xue)變形較大(dà),需要較大(da)的容屑空(kōng)間🔞,因此容(róng)屑槽底半(ban)徑應該較(jiao)大、銑刀齒(chi)數較少爲(wèi)好。
③嚴格控制(zhi)刀具的磨(mó)損标準。刀(dāo)具磨損後(hou),工件表面(miàn)粗☔糙度🤟值(zhi)增加,切削(xuē)溫度上升(sheng),工件變形(xíng)随之增加(jia)。因此,除選(xuan)👅用耐磨性(xìng)好的刀具(ju)材料外,刀(dao)具磨損标(biāo)準不應該(gai)大于0.2mm,否則(zé)容易産生(sheng)🌈積屑瘤。切(qiē)削時,工件(jiàn)的溫度一(yi)般不要超(chāo)過100℃,以防止(zhǐ)變形。
3改善(shàn)工件的夾(jiá)裝方法
對(duì)于剛性較(jiao)差的薄壁(bì)鋁件工件(jian),可以采用(yòng)以下的夾(jia)裝方法,以(yi)🔞減少變形(xing):
①對于薄壁(bi)襯套類零(líng)件,如果用(yòng)三爪自定(ding)心卡盤或(huò)彈🏒簧夾頭(tóu)💜從徑向夾(jia)緊,加工後(hou)一旦松開(kāi),工件必然(rán)發生變形(xíng)。此時,應該(gai)利用😄剛性(xìng)較好的軸(zhóu)向端面壓(yā)緊的方法(fǎ)。以零件内(nèi)孔定位,自(zi)✌️制一個帶(dai)螺紋的穿(chuān)心軸,套入(rù)✉️零件的内(nei)孔,其上用(yòng)一個蓋闆(pǎn)壓緊端面(mian)🤟再用螺帽(mao)背緊。加工(gong)外圓時就(jiù)可避免夾(jiá)緊變形,從(cóng)🏃而得到滿(man)意❄️的加工(gōng)精度。
②對薄(báo)壁薄闆工(gōng)件進行加(jiā)工時,最好(hǎo)選用真空(kong)吸盤,以獲(huò)💰得♻️分布均(jun1)勻的夾緊(jǐn)力,再以較(jiao)小的切削(xue)用量🍓來加(jia)工,可以很(hěn)🚶♀️好地防止(zhǐ)工件變形(xíng)。
另外,還可(kě)以使用填(tián)塞法。爲增(zeng)加薄壁工(gōng)件的工藝(yì)🍓剛性,可在(zài)工件内部(bu)填充介質(zhi),以減少裝(zhuang)夾和切削(xuē)📧過程中工(gōng)件達變形(xíng)。例如,向工(gong)件内灌入(rù)含3%~6%硝酸鉀(jiǎ)🍓的尿素熔(róng)融物,加工(gong)以後,将工(gōng)🔴件浸入水(shui)或酒精中(zhōng),就可以将(jiang)該填充物(wù)🔅溶解倒出(chu)。
4合理安排(pai)工序
高速(su)切削時,由(you)于加工餘(yú)量大以及(jí)斷續切削(xue),因此銑削(xue)過程往往(wǎng)産生振動(dòng),影響加工(gong)精度和表(biǎo)面粗糙度(dù)。所以,數控(kòng)高速切削(xue)🥵加工工藝(yì)過程一般(ban)可分爲:粗(cū)加工—半精(jing)加工—清‼️角(jiǎo)加工—精加(jiā)工等工序(xu)。對于精度(du)要求高的(de)零件,有時(shi)需要進行(háng)二次半精(jīng)加工,然後(hòu)再進行精(jing)加工。粗加(jia)工之後,零(líng)件❓可以自(zì)然冷卻,消(xiāo)除粗加工(gong)産生的内(nèi)應力,減小(xiao)變形。粗加(jiā)👅工之💛後留(liu)下的餘量(liàng)應大于變(biàn)形量,一般(ban)爲1~2mm。精加工(gong)時,零件♉精(jīng)加工表面(miàn)要保持均(jun1)勻的加工(gōng)餘量,一般(bān)以0.2~0.5mm爲宜,使(shǐ)刀具在加(jia)工過程中(zhong)處于平穩(wěn)的狀态,可(kě)💃以大大減(jiǎn)少切削變(bian)形,獲得良(liang)好的表面(miàn)加工質量(liàng),保證産品(pǐn)的精度。
二(èr)、減小加工(gong)變形的操(cāo)作技巧
鋁(lǚ)件材料的(de)零件在加(jiā)工過程中(zhōng)變形,除了(le)上述的原(yuán)因之外,在(zai)實際操作(zuo)中,操作方(fang)法也是非(fei)常重要👄的(de)。
1、對于加工(gong)餘量大的(de)零件,爲使(shǐ)其在加工(gōng)過程中有(you)📞比較🐉好的(de)散熱條件(jiàn),避免熱量(liang)集中,加工(gong)時,宜采用(yong)對稱加工(gōng)。如有一塊(kuai)90mm厚的☎️闆料(liao)需要加工(gōng)到60mm,若銑好(hǎo)一面後立(li)即銑削另(lìng)一面,一次(ci)加工到最(zuì)後尺寸,則(ze)平面度達(dá)5mm;若采用反(fan)☁️複進刀對(dui)稱加工,每(měi)一面分兩(liang)次加工到(dào)最後尺寸(cun),可保證平(ping)面度達到(dao)0.3mm。
2、如果闆材(cai)零件上有(yǒu)多個型腔(qiang),加工時,不(bú)宜采用一(yi)♊個型腔一(yī)個型腔的(de)次序加工(gōng)方法,這樣(yàng)容易造成(cheng)零件☎️受力(li)不均勻而(ér)産生變形(xíng)。采用分層(céng)多次加工(gong),每一層盡(jìn)量同時加(jiā)工到所有(yǒu)的型腔,然(rán)後再加工(gōng)下一個層(ceng)次,使零件(jiàn)均勻受力(lì),減小變形(xíng)🔴。
3、通過改變(biàn)切削用量(liang)來減少切(qie)削力、切削(xuē)熱。在切削(xuē)用量的✉️三(sān)要☂️素中,背(bèi)吃刀量對(dui)切削力的(de)影響很大(dà)。如果加工(gong)🐪餘量太大(da),一次走刀(dāo)的切削力(lì)太大,不僅(jin)會使零件(jiàn)變形,而且(qiě)還會影響(xiang)機床主軸(zhóu)剛性、降低(dī)刀具的耐(nài)用度。如果(guǒ)減少背吃(chī)刀量,又會(hui)使生産效(xiao)率大打折(shé)扣。不過,在(zai)數控❓加工(gōng)中都是高(gāo)速銑削,可(kě)✍️以克服這(zhè)一💯難題。在(zai)減少背吃(chī)刀量的同(tóng)時,隻要相(xiàng)應地增大(da)進給,提高(gāo)機床♍的轉(zhuǎn)速,就可以(yǐ)降低切削(xuē)力,同時保(bǎo)證加工效(xiao)率。
4、走刀順(shùn)序也要講(jiǎng)究。粗加工(gōng)強調的是(shì)提高加工(gōng)效✌️率,追求(qiu)單位💋時間(jiān)内的切除(chu)率,一般可(kě)采用逆銑(xǐ)。即以最快(kuài)的速度、最(zui)短的時間(jian)切除毛坯(pi)表面的多(duo)餘材料,基(jī)♉本形成精(jing)加工所要(yao)求的幾何(hé)輪廓。而精(jing)加工所強(qiang)調的是高(gao)精度高質(zhì)量,宜采用(yòng)順銑。因爲(wèi)順銑時刀(dāo)齒的♉切削(xue)厚度從♻️最(zuì)大逐漸遞(dì)減至零,加(jiā)工硬化程(cheng)度大爲🚩減(jian)輕,同時減(jian)輕✌️零件的(de)變形程度(du)。
5、薄壁工件(jiàn)在加工時(shí)由于裝夾(jia)産生變形(xing),即使精加(jiā)工也📧是難(nán)以避免的(de)。爲使工件(jian)變形減小(xiao)到最低限(xian)度,可以在(zài)💞精加🚶♀️工即(ji)将達到最(zui)後尺寸之(zhī)前,把壓緊(jin)🛀🏻件松一下(xià),使工件自(zì)由⁉️恢複到(dao)原狀,然後(hou)再輕微壓(yā)緊,以剛能(néng)夾住工件(jiàn)爲準(完全(quán)憑手感),這(zhè)樣可以獲(huo)✌️得理想的(de)加🏒工效果(guǒ)。總之,夾緊(jǐn)力的作用(yòng)點最好在(zài)支承面上(shàng),夾緊🎯力應(yīng)作用在工(gong)件剛性好(hǎo)的方向,在(zài)保證工件(jian)不松動的(de)前提💚下,夾(jia)緊力越小(xiǎo)越好。
6、在加(jiā)工帶型腔(qiāng)零件時,加(jia)工型腔時(shí)盡量不要(yao)讓銑刀像(xiàng)鑽頭似的(de)直接向下(xia)紮入零件(jiàn),導緻銑刀(dāo)容屑空間(jiān)不夠,排屑(xiè)不順暢,造(zao)🧑🏽🤝🧑🏻成零件過(guò)熱、膨脹以(yi)及崩刀、斷(duan)刀💰等不利(lì)現象。要先(xiān)用與🔴銑刀(dao)同㊙️尺寸或(huò)大一号的(de)鑽頭鑽下(xià)刀孔,再用(yòng)銑刀銑削(xue)。或者,可以(yǐ)用CAM軟件生(sheng)産螺旋下(xià)刀程序。
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