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鋁件(jiàn)零件加工變(biàn)形的原因很(hen)多,與材質、零(ling)件形狀、生産(chǎn)條件等都有(you)關系。主要有(yǒu)以下幾個方(fang)面:毛坯🏃♀️内應(yīng)🎯力引起的變(bian)形,切削力、切(qiē)削熱引起的(de)變形,夾緊力(lì)引🐪起的變㊙️形(xíng)。
一、減少加工(gōng)變形的工藝(yì)措施
1 降低毛(máo)坯内應力
采(cai)用自然或人(ren)工時效以及(jí)振動處理,均(jun1)可部分消除(chú)毛坯的内應(yīng)力。預先加工(gong)也是行之有(you)效的工藝方(fāng)法。對肥頭大(dà)耳的毛坯,由(you)于餘量大,故(gu)加工後變🏃♂️形(xíng)也大。若預先(xian)✏️加工掉毛坯(pi)的多餘部分(fèn),縮小各部分(fèn)的餘量,不僅(jin)可以減少以(yi)後工序的加(jiā)工變形,而且(qiě)預先加工後(hòu)放置一段時(shi)間,還可以釋(shi)放一部分内(nèi)應力。
2 改善刀(dao)具的切削能(néng)力
刀具的材(cái)料、幾何參數(shu)對切削力、切(qie)削熱有重要(yao)的影響,正确(què)選擇刀具,對(dui)減少零件加(jiā)工變形至關(guan)重要。
( 1 )合理選(xuan)擇刀具幾何(hé)參數。
① 前角:在(zai)保持刀刃強(qiáng)度的條件下(xia),前角适當選(xuǎn)擇大一些,一(yi)方面可以磨(mo)出鋒利的刃(rèn)口,另外可以(yi)減少切削變(biàn)形,使排🚶♀️屑順(shun)利,進🧑🏽🤝🧑🏻而降低(di)切削力和切(qiē)削溫度。切忌(ji)使用負前角(jiǎo)刀具。
② 後角:後(hòu)角大小對後(hòu)刀面磨損及(ji)加工表面質(zhi)量有直接的(de)影響。切削厚(hou)度是選擇後(hòu)角的重要條(tiáo)件。粗銑時,由(yóu)于進給量大(dà),切削♻️負荷重(zhong),發熱量大,要(yào)求刀具散熱(re)條件好,因此(ci),後角應選擇(zé)小一些。精銑(xi)時,要求刃口(kǒu)鋒利,減輕後(hòu)刀面與加工(gōng)表面的摩擦(ca),減小彈性變(bian)形,因此,後角(jiǎo)應選擇大一(yi)些。
③ 螺旋角:爲(wèi)使銑削平穩(wen),降低銑削力(lì),螺旋角應盡(jin)可☔能選擇大(dà)一些。
④ 主偏角(jiǎo):适當減小主(zhu)偏角可以改(gǎi)善散熱條件(jiàn),使加工區的(de)平均溫度下(xià)降。
( 2 )改善刀具(jù)結構。
① 減少銑(xi)刀齒數,加大(da)容屑空間。由(yóu)于鋁件材料(liào)塑性☔較大,加(jiā)工中切削變(biàn)形較大,需要(yao)較大的容屑(xie)空間,因此容(rong)屑槽底半徑(jing)應該⭐較大、銑(xǐ)刀齒數較少(shǎo)爲好。
② 精磨刀(dāo)齒。刀齒切削(xue)刃部的粗糙(cao)度值要小于(yu) Ra=0.4um 。在使用新刀(dāo)之前,應該用(yong)細油石在刀(dāo)齒前、後面輕(qing)輕磨幾下,以(yǐ)☀️消除刃磨刀(dāo)齒時殘留的(de)毛刺及輕微(wēi)的鋸🐆齒紋。這(zhè)樣,不但可以(yǐ)降低切削熱(re)而且切削變(bian)形也比較小(xiao)。
③ 嚴格控制刀(dāo)具的磨損标(biāo)準。刀具磨損(sǔn)後,工件表面(miàn)粗糙度值🚶♀️增(zēng)加,切削溫度(dù)上升,工件變(biàn)形随之增加(jia)☔。因此,除選❤️用(yong)耐磨性好的(de)刀具材料外(wai),刀具磨損标(biao)準不應該大(da)于 0.2mm ,否則容易(yì)産生積屑瘤(liú)。切削時,工件(jian)的溫度一般(ban)不要超過 100 ℃ ,以(yi)防止變形。
3 改(gǎi)善工件的夾(jia)裝方法
對于(yu)剛性較差的(de)薄壁鋁件工(gōng)件,可以采用(yong)以下的夾㊙️裝(zhuang)👨❤️👨方法🔞,以減少(shǎo)變形:
① 對于薄(báo)壁襯套類零(líng)件,如果用三(san)爪自定心卡(kǎ)盤或🔴彈簧夾(jia)頭從徑向夾(jiá)緊,加工後一(yī)旦松開,工件(jian)必然發生變(bian)形。此時,應該(gai)利用剛性較(jiào)好的軸向端(duan)面壓緊的方(fang)法。以零件内(nei)孔定位,自制(zhi)一個⁉️帶螺紋(wen)的穿心軸,套(tao)入零件的内(nei)孔,其上用一(yī)個蓋闆壓緊(jǐn)端面再用螺(luo)帽背👨❤️👨緊。加工(gong)外圓❌時就可(ke)避免夾緊變(bian)形,從👣而得到(dào)滿意的加工(gong)精度。
② 對薄壁(bi)薄闆工件進(jin)行加工時,最(zui)好選用真空(kōng)吸盤,以獲🔴得(dé)分布均勻的(de)夾緊力,再以(yi)較小的切削(xue)用量🤩來加工(gōng),可以很好地(di)防止工件變(bian)形。
另外,還可(kě)以使用填塞(sāi)法。爲增加薄(báo)壁工件的工(gong)藝剛性,可在(zai)工件内部填(tian)充介質,以減(jiǎn)少裝夾和切(qiē)削過程中工(gōng)件達變形。例(lì)如,向工件内(nei)灌入含 3% ~ 6% 硝酸(suan)鉀的尿素熔(rong)融物,加工以(yǐ)後,将工件浸(jin)入水或酒精(jing)中🙇🏻,就可💯以将(jiāng)該填充物溶(róng)解倒出。
4 合理(li)安排工序
高(gāo)速切削時,由(yóu)于加工餘量(liang)大以及斷續(xù)切削,因此銑(xǐ)削過程往往(wǎng)産生振動,影(yǐng)響加工精度(dù)和表面粗糙(cao)度。所以,數控(kong)高速切削加(jia)工工藝過程(cheng)一般可分爲(wei):粗加工 — 半精(jing)加工 — 清角加(jiā)工 — 精加工等(deng)工序。對于精(jīng)度要求高的(de)零件,有時需(xū)要進行二次(ci)半🐕精加工,然(rán)後再進行精(jing)加工。粗加工(gōng)之後,零件可(kě)以自然冷卻(què),消🌂除粗加工(gong)産生的内應(yīng)力🈚,減小變形(xing)。粗加工之後(hou)留下的餘量(liàng)應📐大于變形(xíng)量,一般爲 1 ~ 2mm 。精(jīng)加工時,零件(jiàn)精加工表面(mian)要保持均勻(yun)的加工餘量(liang),一般以☎️ 0.2 ~ 0.5mm 爲宜(yí),使刀具在加(jia)工過程中處(chù)于平穩的狀(zhuang)态,可以大大(da)減少切☂️削變(biàn)形,獲得良好(hǎo)的表面加工(gōng)質量,保🎯證産(chǎn)品的精度。
二(èr)、減小加工變(bian)形的操作技(jì)巧
鋁件材料(liao)的零件在加(jia)工過程中變(bian)形,除了上述(shù)的原因之外(wài),在實際操作(zuò)中,操作方法(fǎ)也是非常重(zhong)要的。
1 、對于加(jia)工餘量大的(de)零件,爲使其(qí)在加工過程(chéng)中有比🛀較好(hao)的散熱條件(jiàn),避免熱量集(jí)中,加工時,宜(yi)采用對稱加(jiā)工。如有一塊(kuài) 90mm 厚的闆料需(xū)要加工到 60mm ,若(ruo)銑好一面後(hòu)立即銑削另(ling)一面,一次加(jia)工到最後尺(chi)🌈寸,則平🏃🏻♂️面度(dù)達 5mm ;若采用反(fan)複進刀對稱(cheng)加工,每一面(mian)分兩次加工(gong)到最後尺寸(cùn),可保證平面(miàn)度達到 0.3mm 。
2 、如果(guo)闆材零件上(shang)有多個型腔(qiāng),加工時,不宜(yi)采用一個型(xíng)腔一個型腔(qiang)的次序加工(gong)方法,這樣容(róng)易造成零件(jiàn)😍受力不均勻(yún)而産生📧變形(xing)。采用分層多(duo)次加工,每一(yi)層盡量同時(shí)加工到所有(yǒu)的型腔,然後(hou)再加工💔下一(yī)個層次,使零(ling)件均勻受力(lì)🔞,減小變形。
3 、通(tōng)過改變切削(xue)用量來減少(shǎo)切削力、切削(xuē)熱。在切削💘用(yong)量的三要素(su)中,背吃刀量(liàng)對切削力的(de)影響很大。如(ru)果加工餘量(liang)太大,一次走(zou)刀的切削力(li)太大,不僅會(hui)使零件變形(xing),而且還會影(yǐng)響機床主🛀軸(zhou)剛性、降低❤️刀(dao)具的耐用度(dù)。如果減少背(bèi)吃刀量,又會(huì)👈使生産效率(lǜ)大打折扣。不(bu)過,在數控加(jia)工中都是高(gāo)速銑削,可以(yi)克服這一難(nan)題。在減少背(bèi)吃刀量的同(tóng)時,隻要相😘應(ying)地增大進給(gěi),提高機床的(de)轉速,就可以(yi)降低切削🚶♀️力(lì),同時保證加(jiā)工效⭐率。
4 、走刀(dao)順序也要講(jiǎng)究。粗加工強(qiang)調的是提高(gāo)加工效⭐率,追(zhuī)求單位時間(jiān)内的切除率(lü),一般可采用(yong)逆銑。即以最(zui)快的速度💛、最(zuì)短的時⭕間切(qiē)除毛坯表面(miàn)的多餘材料(liào),基👨❤️👨本形成精(jīng)加工所要求(qiú)的幾何輪廓(kuo)。而精加工所(suo)強調的是高(gāo)精度高質量(liang),宜采用順銑(xi)。因爲順銑時(shí)刀齒的切削(xuē)厚度從最大(dà)逐漸遞🔴減至(zhi)零,加工硬化(hua)程度大爲減(jiǎn)輕,同時減輕(qing)✍️零件的變形(xíng)程度。
5 、薄壁工(gōng)件在加工時(shi)由于裝夾産(chǎn)生變形,即使(shi)精加💚工也是(shi)難以避免的(de)。爲使工件變(bian)形減小到最(zuì)低限度,可🔴以(yǐ)在精加工即(ji)将達到最後(hou)尺寸之前,把(bǎ)壓緊件松一(yi)下,使工件自(zì)由恢複到原(yuán)狀,然後再輕(qing)微壓緊,以剛(gāng)能🌈夾住工件(jian)爲準(完全憑(píng)手感),這樣可(ke)以獲得理想(xiǎng)的加工效果(guo)。總之,夾緊力(li)的作用點最(zuì)好在支承面(mian)上,夾緊力應(ying)作用在工件(jian)剛性好的方(fang)向,在保證工(gong)件不松動的(de)前提下,夾緊(jǐn)力越小越好(hao)。
6 、在加工帶型(xing)腔零件時,加(jia)工型腔時盡(jìn)量不要讓銑(xi)💰刀像鑽頭似(si)的直接向下(xià)紮入零件,導(dǎo)緻銑刀容屑(xiè)空間不夠,排(pai)屑不順暢,造(zào)成零件過熱(rè)、膨脹以及崩(bēng)刀、斷刀📐等不(bu)利現象。要先(xian)用與✉️銑刀同(tong)尺寸或大一(yi)号的鑽頭鑽(zuàn)下刀孔,再用(yong)銑刀銑削。或(huo)者,可以用 CAM 軟(ruan)件生産螺旋(xuan)下刀程序。
影(ying)響鋁件加工(gōng)精度和表面(miàn)質量的主要(yào)因素是該類(lei)㊙️零件🏃♂️加工過(guo)程中容易發(fā)生變形現象(xiàng),這需要操作(zuò)者具備一定(dìng)的操作經驗(yan)和技巧。
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