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鋁件零件加(jiā)工變形的原因(yin)很多,與材質、零(líng)件形狀、生産條(tiao)件等都有關系(xi)。主要有以下幾(jǐ)個方面:毛坯❓内(nèi)應力引起的💃變(biàn)形,切削力、切削(xue)熱引起的變形(xíng),夾緊力引起的(de)變形。
一、減少加(jiā)工變形的工藝(yi)措施
1降低毛坯(pi)内應力
采用自(zì)然或人工時效(xiào)以及振動處理(li),均可部分消除(chu)💋毛坯的内應力(li)。預先加工也是(shi)行之有效的工(gong)藝方法。對肥頭(tou)大耳的毛坯,由(you)于餘量大,故加(jia)工後變🔆形也大(da)。若預先加工掉(diào)毛坯的多餘部(bu)分,縮小各部🐪分(fen)的餘量❌,不僅可(kě)以減少以後工(gōng)序的加工變形(xing),而且預先加工(gong)後放置一段時(shí)間,還可以釋放(fang)一部分内應力(lì)。
2改善刀具的切(qie)削能力
刀具的(de)材料、幾何參數(shu)對切削力、切削(xue)熱有重要的影(ying)響,正确選擇刀(dāo)具,對減少零件(jiàn)加工變形至關(guān)重要。
(1)合理選擇(ze)刀具幾何參數(shu)。
①前角:在保持刀(dao)刃強度的條件(jiàn)下,前角适當選(xuan)擇大一♌些,一👨❤️👨方(fang)面可以磨出鋒(fēng)利的刃口,另外(wai)可以減少切削(xue)變形,使排屑順(shùn)✂️利,進而降低切(qie)削力和切削溫(wen)度。切忌使用負(fu)前角刀具。
②後角(jiao):後角大小對後(hou)刀面磨損及加(jia)工表面質量有(you)直接💚的影響。切(qiē)削厚度是選擇(zé)後角的重要條(tiao)件。粗銑時,由于(yú)進給量大,切削(xuē)負荷重,發熱量(liàng)大,要求刀🔱具散(sàn)熱條件好,因此(ci),後角應選擇小(xiao)一些。精銑時,要(yào)求刃口鋒利,減(jian)輕後🤟刀面與加(jia)工表面的摩擦(cā),減小彈性變形(xíng),因此,後角應選(xuan)擇大一些。
③螺旋(xuan)角:爲使銑削平(píng)穩,降低銑削力(lì),螺旋角應盡可(ke)能🌈選擇大一些(xiē)。
④主偏角:适當減(jian)小主偏角可以(yi)改善散熱條件(jiàn),使加工區的🐪平(ping)均溫度下降。
(2)改(gǎi)善刀具結構。
①減(jian)少銑刀齒數,加(jia)大容屑空間。由(yóu)于鋁件材料塑(su)性較🏃🏻♂️大,加工中(zhong)🛀切削變形較大(da),需要較大的容(rong)屑空間,因此⛱️容(róng)屑🎯槽底半徑應(yīng)該較大、銑刀齒(chi)數較少爲好。
②精(jīng)磨刀齒。刀齒切(qiē)削刃部的粗糙(cāo)度值要小于Ra=0.4um。在(zài)使用新刀之前(qián)🔱,應該用細油石(shi)在刀齒前、後面(miàn)輕輕磨📞幾下,以(yǐ)消除刃磨刀齒(chǐ)時殘留的毛刺(ci)及輕微的鋸齒(chǐ)紋。這樣,不但可(kě)以降低切削熱(rè)而且切削變形(xing)也比較小。
③嚴格(gé)控制刀具的磨(mó)損标準。刀具磨(mo)損後,工件表面(mian)粗糙度值增加(jia),切削溫度上升(shēng),工件變形随之(zhī)增加。因此,除選(xuǎn)用耐磨性好的(de)刀具材料外,刀(dāo)具磨損标準不(bú)應該大于0.2mm,否則(ze)容易産生積屑(xie)瘤。切削時,工件(jian)的溫度一般不(bu)要超過100℃,以防止(zhǐ)變形。
3改善工件(jiàn)的夾裝方法
對(duì)于剛性較差的(de)薄壁鋁件工件(jian),可以采用以下(xia)的夾裝方法,以(yi)減少變形:
①對于(yú)薄壁襯套類零(ling)件,如果用三爪(zhǎo)自定心卡盤或(huò)彈簧夾♍頭從徑(jing)向夾緊,加工後(hou)一旦松開,工件(jian)必然發生變形(xíng)。此時,應該利用(yòng)剛性較好的軸(zhou)向端面壓緊的(de)方法。以零件内(nèi)孔定位,自制一(yī)個帶螺紋的穿(chuan)心軸,套入📞零件(jian)的内孔,其上用(yòng)一個蓋闆壓緊(jin)端面再用螺帽(mao)背緊。加工外圓(yuán)時就可避免夾(jiá)緊變形,從而得(de)到滿意的加工(gong)精度。
②對薄壁薄(báo)闆工件進行加(jiā)工時,最好選用(yòng)真空吸盤🏃🏻♂️,以獲(huò)得♈分布🈲均勻的(de)夾緊力,再以較(jiào)小的切削用量(liàng)來加工,可以很(hěn)好地防止工件(jiàn)變形。
另外,還可(kě)以使用填塞法(fa)。爲增加薄壁工(gong)件的工藝剛性(xìng),可👨❤️👨在工件内部(bu)填充介質,以減(jian)少裝夾和切削(xuē)過程中工件達(dá)變形。例如,向工(gong)件内灌入含3%~6%硝(xiāo)酸鉀的尿素⛷️熔(róng)融物,加工以🌈後(hou),将工件浸入水(shui)或酒精中,就可(kě)以将該填充物(wù)🙇♀️溶解倒出。
4合理(lǐ)安排工序
高速(su)切削時,由于加(jiā)工餘量大以及(jí)斷續切削,因此(ci)銑削✉️過程🏃🏻♂️往往(wang)産生振動,影響(xiǎng)加工精度和表(biao)面粗糙度。所以(yǐ),數控🏃♀️高速切削(xuē)加工工藝過程(cheng)一般可分爲:粗(cu)加工—半精加工(gōng)—清角加工—精加(jia)工等工序。對于(yu)精度要求高的(de)零件,有時需要(yào)進行二次半精(jing)加工,然後再進(jìn)行精加工。粗加(jiā)✉️工之後,零件✂️可(kě)以自然冷卻,消(xiao)除粗加⭐工産生(sheng)的内應力,減小(xiao)變形。粗加工之(zhī)後留下的餘量(liàng)應🆚大于變形量(liàng),一般爲1~2mm。精加工(gōng)時,零件精加工(gōng)表面要保持均(jun)勻的加工餘量(liang),一般以0.2~0.5mm爲宜,使(shǐ)刀具在加工過(guo)程中處于🏃平穩(wěn)的狀态,可以大(dà)大減少切削變(bian)形,獲得良好的(de)表面加工質量(liang),保證産品的精(jīng)度。
二、減小加工(gong)變形的操作技(ji)巧
鋁件材料的(de)零件在加工過(guò)程中變形,除了(le)上述的原因之(zhi)外💘,在實際操作(zuo)中,操作方法也(yě)是非常重要的(de)。
1、對于加工餘量(liang)大的零件,爲使(shǐ)其在加工過程(cheng)中有比較好的(de)散熱條件,避免(mian)熱量集中,加工(gōng)時,宜采用對稱(chēng)加工🏒。如有一塊(kuài)90mm厚的闆料需要(yao)加工到60mm,若銑好(hao)一面後📞立即銑(xi)削另一面,一次(ci)加工到最後尺(chi)寸,則🌂平面度達(da)5mm;若采用反複進(jìn)刀對稱加工,每(měi)一面分兩次加(jiā)工到最後尺寸(cùn),可保🧑🏽🤝🧑🏻證平面度(dù)達到0.3mm。
2、如果闆材(cai)零件上有多個(ge)型腔,加工時,不(bú)宜采用一個型(xing)腔📱一個型腔的(de)次序加工方法(fa),這樣容易造成(chéng)🈲零件🔞受力不均(jun1)勻而産生變形(xing)。采用分層多次(cì)加工,每一層盡(jin)量同時加工到(dao)所有的型腔,然(rán)後再加工下一(yī)個層次,使零件(jian)均勻受力,減小(xiǎo)變形。
3、通過改變(bian)切削用量來減(jiǎn)少切削力、切削(xue)熱。在切削🚶♀️用💰量(liàng)的三要素中,背(bèi)吃刀量對切削(xuē)力的影響很大(dà)。如果加工餘量(liàng)太大,一次走刀(dao)的切削力太大(dà),不僅會使零件(jiàn)變形,而且還🐉會(huì)影響機床主軸(zhóu)剛性、降低刀具(ju)的耐🔞用度。如果(guo)💃減少背吃刀量(liang),又會使生産效(xiào)🛀率大打折扣㊙️。不(bú)過,在數控加工(gong)中都是高速銑(xi)削,可以克服這(zhè)一難題。在減少(shao)背吃刀量的同(tóng)時,隻☀️要相應地(dì)增大進給,提高(gao)機床的轉速,就(jiù)可以降低切削(xuē)力,同時保證加(jiā)工效率。
4、走刀順(shun)序也要講究。粗(cu)加工強調的是(shi)提高加工效率(lü),追求單位時間(jiān)内的切除率,一(yi)般可采用逆銑(xǐ)。即以最快的速(sù)度、最短的時🏃♀️間(jiān)切除毛坯表面(miàn)的多餘材料,基(ji)本形成精加工(gōng)🌏所要求的幾何(hé)輪廓。而精加工(gōng)所強調的是高(gāo)精度高質量,宜(yí)采用順銑。因爲(wei)順❓銑時刀齒的(de)切削厚度從☂️最(zuì)大逐漸遞🤟減至(zhì)零,加工👨❤️👨硬化程(chéng)度大爲減輕,同(tong)時減輕零件的(de)變形程度。
5、薄壁(bì)工件在加工時(shí)由于裝夾産生(sheng)變形,即使精加(jiā)👅工也♋是難以避(bi)免的。爲使工件(jiàn)變形減小到最(zui)低限♍度,可以在(zài)精加工即将達(dá)到最後尺寸之(zhi)前,把壓緊件松(sōng)一下,使工件自(zi)由恢複到原狀(zhuàng),然後再輕微壓(ya)緊,以剛能🔴夾住(zhu)工件爲準(完全(quán)🥰憑手感),這樣可(kě)以獲得理想的(de)加工效果。總之(zhī),夾緊力的作⁉️用(yong)點最好在✉️支承(cheng)面上,夾緊㊙️力應(yīng)作用在工😘件剛(gang)性好的方向,在(zài)保證工件不松(song)動🔱的前提下,夾(jia)緊力越小越好(hao)。
6、在加工帶型腔(qiāng)零件時,加工型(xíng)腔時盡量不要(yào)讓銑刀🏃🏻像鑽頭(tou)🌂似的直接向下(xià)紮入零件,導緻(zhì)銑刀容屑空間(jiān)不夠,排屑🐪不順(shùn)暢,造成零件過(guò)熱、膨脹以及崩(beng)刀、斷刀等不利(lì)現象。要先用與(yǔ)銑刀同👄尺寸或(huo)大一号的鑽頭(tóu)鑽下刀孔,再用(yong)銑刀🈲銑削。或者(zhě),可以用CAM軟🤞件生(shēng)産螺旋下刀程(cheng)序。
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