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鋁(lǚ)件零件加工變形(xíng)的原因很多,與材(cai)質、零件形狀、生産(chǎn)⚽條件等🔅都有關系(xì)。主要有以下幾個(gè)方面:毛坯内應力(lì)引起的變形㊙️,切削(xue)力、切削熱引起的(de)變形,夾緊力引起(qǐ)的變🐅形。
一、減少加(jiā)工變形的工藝措(cuo)施
1 降低毛坯内應(yīng)力
采用自然或人(ren)工時效以及振動(dong)處理,均可部分消(xiāo)除💞毛坯的内⚽應力(lì)。預先加工也是行(hang)之有效的工藝🐪方(fāng)法❤️。對肥頭大耳的(de)毛坯,由于餘量大(dà),故加工後變形也(yě)大✨。若預先加工掉(diào)⛱️毛坯的多餘部分(fèn),縮小各部分的餘(yú)量,不僅可以減少(shao)以後👉工序的加工(gong)變形,而㊙️且預先加(jiā)工後放置一段時(shí)間,還可以釋放一(yī)部分内應力。
2 改善(shàn)刀具的切削能力(li)
刀具的材料、幾何(he)參數對切削力、切(qiē)削熱有重要的影(ying)響🛀,正确選擇刀具(jù),對減少零件加工(gōng)變形至關重要。
( 1 )合(hé)理選擇刀具幾何(hé)參數。
① 前角:在保持(chi)刀刃強度的條件(jian)下,前角适當選擇(ze)大一些,一方面可(kě)以磨出鋒利的刃(ren)口,另外可以減少(shao)切削變形,使排屑(xie)順❗利,進而降低切(qiē)削力和切削溫度(dù)。切忌使用負前角(jiǎo)刀具。
② 後角:後角大(dà)小對後刀面磨損(sǔn)及加工表面質量(liang)有直接的影🍉響。切(qie)削厚度是選擇後(hou)角的重要條件。粗(cu)銑時,由于👌進給量(liang)大,切削👅負荷重,發(fā)熱量大,要求刀具(ju)散熱條件好🤟,因此(cǐ),後角應選擇小一(yī)些。精銑時,要求刃(rèn)口鋒利,減輕後刀(dāo)面與加工表面的(de)摩擦,減小彈性變(bian)形,因此,後角應選(xuǎn)擇大一些。
③ 螺旋角(jiǎo):爲使銑削平穩,降(jiang)低銑削力,螺旋角(jiao)應盡可能選擇大(dà)一些。
④ 主偏角:适當(dang)減小主偏角可以(yi)改善散熱條件,使(shi)加工區的平均溫(wen)度下降。
( 2 )改善刀具(jù)結構。
① 減少銑刀齒(chǐ)數,加大容屑空間(jiān)。由于鋁件材料塑(sù)性較大,加工中切(qie)削變形較大,需要(yào)較大的容屑空間(jiān),因此💋容屑槽底半(ban)徑應該較大、銑刀(dao)齒數較少爲好。
② 精(jing)磨刀齒。刀齒切削(xue)刃部的粗糙度值(zhí)要小于 Ra=0.4um 。在使用新(xīn)刀之前,應該用細(xi)油石在刀齒前、後(hou)面輕輕🧑🏽🤝🧑🏻磨幾🙇♀️下,以(yi)消除刃磨刀齒時(shí)殘留的毛刺及輕(qīng)微⛹🏻♀️的鋸齒紋。這樣(yang),不但可以降低切(qiē)削熱而且切削變(bian)形也比🌈較小。
③ 嚴格(ge)控制刀具的磨損(sǔn)标準。刀具磨損後(hòu),工件表面粗糙度(dù)值增✔️加,切削溫度(du)上升,工件變形随(sui)之增加。因此,除選(xuǎn)用耐磨性好的刀(dāo)具材料外,刀具磨(mó)損标準不應該大(da)于 0.2mm ,否則容易産生(shēng)積屑瘤。切削時,工(gōng)件的溫度一般不(bu)🆚要超過 100 ℃ ,以防止變(biàn)形。
3 改善工件的夾(jia)裝方法
對于剛性(xing)較差的薄壁鋁件(jian)工件,可以采用以(yi)下的夾🔞裝方法✔️,以(yǐ)減少變形:
① 對于薄(bao)壁襯套類零件,如(rú)果用三爪自定心(xīn)卡盤或💃彈簧夾頭(tou)從徑向夾緊,加工(gong)後一旦松開,工件(jian)必然🌍發生變形。此(cǐ)時,應該✉️利用剛性(xìng)較好的軸向端面(miàn)壓緊的方🔆法。以零(líng)件内孔定位,自制(zhì)一個帶螺紋的穿(chuān)心軸,套入零件的(de)内孔,其上用一個(gè)蓋闆💚壓緊端面☀️再(zài)用螺帽背緊。加工(gong)外圓時就可避免(mian)夾緊變形,從💜而得(de)到滿意的💃加工精(jīng)度。
② 對薄壁薄闆工(gong)件進行加工時,最(zuì)好選用真空吸盤(pan),以獲得分布均勻(yún)的夾緊力,再以較(jiao)小的切削用量來(lai)加工,可以很好地(di)防止工件變形。
另(lìng)外,還可以使用填(tian)塞法。爲增加薄壁(bi)工件的工藝剛性(xing),可在工件内部填(tian)充介質,以減少裝(zhuang)夾和切削過程👨❤️👨中(zhōng)工件達變形。例如(rú)🙇🏻,向工件内灌入含(han) 3% ~ 6% 硝酸鉀的尿素熔(róng)融物,加工以後,将(jiang)工件浸入水或酒(jiu)㊙️精中,就可以将該(gāi)填充物溶解倒出(chū)。
4 合理安排工序
高(gao)速切削時,由于加(jia)工餘量大以及斷(duan)續切削,因此銑削(xuē)過程🚶♀️往往産生振(zhen)動,影響加工精度(dù)和表面粗😄糙度🙇♀️。所(suo)以,數控高速切削(xue)🍓加工工藝過程一(yī)般可分爲:粗加工(gōng) — 半精加工 — 清角加(jiā)工 — 精加工等工序(xu)。對于精度要求高(gāo)的零件,有時需要(yao)❤️進‼️行二次半精加(jia)工,然後再進行精(jīng)加工。粗加工之後(hou),零📱件可以自👅然冷(leng)🐪卻,消🐪除粗加工産(chǎn)生的内應力🔴,減小(xiǎo)變👌形。粗加工之後(hou)📞留下的餘量應🆚大(dà)于變形量,一般爲(wèi) 1 ~ 2mm 。精加工時,零件精(jing)加工表面要保持(chi)均勻的加工餘🌏量(liang)♋,一般以 0.2 ~ 0.5mm 爲宜,使刀(dāo)具在加工過程中(zhong)處于平穩的狀态(tai),可以大㊙️大🔱減少切(qie)削變形,獲得良好(hǎo)的表面加工質量(liang),保證産品的🌂精度(du)。
二、減小加工變形(xing)的操作技巧
鋁件(jian)材料的零件在加(jia)工過程中變形,除(chú)了上述的❗原因👣之(zhī)外⛱️,在㊙️實際操作中(zhong),操作方法也是非(fēi)常重要的。
1 、對于加(jiā)工餘量大的零件(jian),爲使其在加工過(guo)程中有比較好的(de)🔴散熱條件,避免熱(rè)量集中,加工時,宜(yi)采用㊙️對稱加工。如(rú)有一塊 90mm 厚的闆料(liao)需要加工到 60mm ,若銑(xǐ)好一面後立即銑(xi)削另一面,一次加(jia)工到最後尺⭕寸,則(zé)平面度達 5mm ;若采用(yong)反複進刀對稱加(jiā)工,每一面分兩次(ci)加工到最後尺寸(cun)🌈,可保證平面度達(dá)到 0.3mm 。
2 、如果闆材零件(jiàn)上有多個型腔,加(jia)工時,不宜采用一(yī)個型腔一✍️個型腔(qiāng)的次序加工方法(fa),這樣容易造成零(ling)件受力☂️不均勻而(er)産生變形。采用分(fèn)層多次加工🏒,每一(yi)層🏒盡量同🧑🏾🤝🧑🏼時加工(gōng)到所有✊的型腔,然(rán)後再加工下一個(gè)層🌏次,使零件均勻(yún)受力,減小變形。
3 、通(tong)過改變切削用量(liang)來減少切削力、切(qie)削熱。在切削🏒用量(liàng)🤟的三✉️要素中,背吃(chī)刀量對切削力的(de)影響很大。如果加(jiā)工餘量太大,一次(ci)走刀的切削力太(tai)大,不僅😍會使零件(jian)變形,而且還會影(yǐng)響機床主軸剛性(xìng)、降低🈲刀具的耐用(yong)度。如果減少背吃(chī)刀量,又會使生産(chǎn)效✨率大打折扣。不(bu)過,在數控加工中(zhōng)都是高速銑削,可(kě)🔴以克服這一難題(tí)。在減少背吃刀量(liàng)的同時,隻要相應(yīng)地增大進給,提高(gāo)機床的轉速,就可(ke)以降低切削力,同(tóng)時保證加工效🌏率(lü)。
4 、走刀順序也要講(jiǎng)究。粗加工強調的(de)是提高加工效🌈率(lü),追求單位時間内(nei)的切除率,一般可(kě)采用逆銑。即以最(zuì)快的速度、最短的(de)時✌️間切除毛坯表(biao)面的多餘材料,基(jī)本形成💃精加工👣所(suǒ)要求的幾何輪廓(kuò)。而精加工所強調(diào)的是高精度高質(zhi)量,宜采用順銑。因(yin)爲順銑時刀齒的(de)切削厚度從🐆最大(dà)逐漸遞💛減至零,加(jiā)工硬化程度大爲(wei)減輕,同時減輕零(líng)件的變形程🛀🏻度。
5 、薄(bao)壁工件在加工時(shi)由于裝夾産生變(bian)形,即使精加工也(ye)是難✏️以避免的。爲(wèi)使工件變形減小(xiao)到最低限度,可⁉️以(yǐ)在精加工即将達(dá)到最後尺寸之前(qian),把壓緊件松一下(xià),使工件自由恢複(fu)到原狀,然後再輕(qīng)微壓緊,以剛能夾(jia)住工件爲準(完全(quan)憑手感),這樣可以(yi)獲得理想的加工(gong)效果。總之,夾緊力(li)的作用點最好在(zài)支承面上,夾緊力(li)應作用在工件剛(gang)性好的方向,在✊保(bǎo)證工件不松動的(de)前提下,夾緊力越(yue)小越好。
6 、在加工帶(dài)型腔零件時,加工(gong)型腔時盡量不要(yào)讓銑刀像鑽頭似(si)的直接向下紮入(rù)零件,導緻銑刀容(róng)屑空間不夠,排屑(xie)不順暢,造成零件(jian)過熱、膨脹以及崩(beng)刀、斷刀等不利現(xian)象。要先用與銑刀(dāo)同尺寸或大一号(hào)的鑽頭鑽下刀孔(kǒng),再用銑刀銑削。或(huò)者,可以用 CAM 軟件生(shēng)産螺旋下刀程序(xu)。
影響鋁件加工精(jīng)度和表面質量的(de)主要因素是該👣類(lèi)零🛀🏻件加工過程中(zhong)容易發生變形現(xian)象,這需要操作者(zhě)具備一定🈚的操☎️作(zuò)經驗和技巧。
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