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鋁件零件(jiàn)加工變形的(de)原因很多,與(yǔ)材質、零件形(xíng)狀、生産條件(jian)等☁️都有關系(xi)。主要有以下(xia)幾個方面:毛(mao)坯内應力引(yin)起的變形,切(qie)削力、切削熱(rè)引起的變形(xíng),夾緊力引起(qǐ)的變形。
一、減(jiǎn)少加工變形(xing)的工藝措施(shī)
1降低毛坯内(nei)應力
采用自(zì)然或人工時(shi)效以及振動(dong)處理,均可部(bu)分消除毛坯(pi)的内應力。預(yu)先加工也是(shì)行之有效的(de)工藝方法。對(dui)肥頭大耳的(de)毛坯,由于餘(yu)量大,故加工(gong)後變形也大(dà)。若預先加工(gong)掉毛坯的多(duō)餘部💜分,縮小(xiao)各部分的餘(yu)量,不僅可以(yǐ)減少以後工(gong)序的加工變(bian)形,而且預先(xiān)加工🏃🏻後放置(zhi)一段時間,還(hai)可以釋放一(yī)部分内應力(lì)。
2改善刀具的(de)切削能力
刀(dāo)具的材料、幾(jǐ)何參數對切(qie)削力、切削熱(rè)有重要的影(ying)響,正确選擇(ze)刀具,對減少(shao)零件加工變(biàn)形至關重要(yao)。
(1)合理選擇刀(dao)具幾何參數(shu)。
①前角:在保持(chi)刀刃強度的(de)條件下,前角(jiao)适當選擇大(dà)一💛些,一方面(miàn)可以磨出鋒(fēng)利的刃口,另(ling)外可以減少(shao)切削變形,使(shǐ)排🌈屑順利,進(jìn)而降低切削(xuē)力和切削溫(wen)度。切忌🔞使用(yong)負前角刀具(ju)。
②後角:後角大(da)小對後刀面(mian)磨損及加工(gōng)表面質量有(yǒu)直接的影響(xiǎng)♈。切削厚度是(shi)選擇後角的(de)重要條件。粗(cu)🔞銑時,由于進(jin)給量大,切削(xue)負荷重,發熱(rè)量大,要求刀(dāo)具散熱條件(jiàn)好,因此,後♋角(jiao)應選擇小一(yi)些。精銑時,要(yao)❗求刃口鋒🔞利(li),減輕後刀面(mian)與加工表面(mian)的摩擦,減小(xiao)彈性變形,因(yin)此,後角應選(xuǎn)擇大一些。
③螺(luó)旋角:爲使銑(xi)削平穩,降低(dī)銑削力,螺旋(xuan)角應盡可能(néng)選擇大一些(xie)。
④主偏角:适當(dang)減小主偏角(jiǎo)可以改善散(sàn)熱條件,使加(jiā)工區的平均(jun1)溫度下降。
(2)改(gai)善刀具結構(gòu)。
①減少銑刀齒(chǐ)數,加大容屑(xiè)空間。由于鋁(lü)件材料塑性(xing)較大,加工🛀中(zhōng)切削變形較(jiao)大,需要較大(dà)的容屑空間(jian)⭐,因此容屑槽(cao)底半徑🥰應該(gāi)較大、銑刀齒(chi)數較少爲好(hǎo)。
②精磨刀齒。刀(dāo)齒切削刃部(bù)的粗糙度值(zhí)要小于Ra=0.4um。在使(shǐ)用新刀之前(qian),應該用細油(yóu)石在刀齒前(qian)、後面輕輕磨(mó)幾下,以消除(chú)刃磨刀齒時(shí)殘留的毛刺(ci)及輕微的鋸(jù)齒紋。這樣,不(bu)但可以降🔴低(dī)切削熱而且(qie)切削變形也(ye)🏃🏻比較小。
③嚴格(gé)控制刀具的(de)磨損标準。刀(dao)具磨損後,工(gong)件表面🌈粗糙(cāo)度值增加,切(qiē)削溫度上升(shēng),工件變形随(sui)之增加。因此(ci),除選用耐❄️磨(mo)性好的刀具(ju)材料外,刀具(jù)磨損标準不(bú)應💛該大于0.2mm,否(fǒu)則容易産生(sheng)積屑瘤💜。切削(xuē)時,工件的溫(wēn)度一✌️般不要(yào)超過100℃,以防止(zhǐ)變形。
3改善工(gōng)件的夾裝方(fang)法
對于剛性(xìng)較差的薄壁(bi)鋁件工件,可(kě)以采用以下(xia)的夾裝方法(fǎ),以🌈減少變形(xing):
①對于薄壁襯(chen)套類零件,如(rú)果用三爪自(zi)定心卡盤或(huo)彈簧💯夾頭😘從(cóng)徑向夾緊,加(jia)工後一旦松(sōng)開,工件必然(ran)發生😄變形。此(ci)時,應該利用(yòng)剛性較好的(de)軸向端面壓(ya)緊的方法。以(yi)零件内孔🛀定(ding)位,自制一個(gè)🏃♀️帶螺紋的穿(chuān)心軸,套入零(ling)件的内孔,其(qí)上用☂️一個蓋(gài)闆🔴壓緊端面(mian)再用螺帽背(bei)緊。加工外圓(yuán)🔅時就可避免(miǎn)夾緊變形,從(cóng)而得到滿意(yì)的加工精度(dù)。
②對薄壁薄闆(pan)工件進行加(jia)工時,最好選(xuan)用真空吸盤(pan),以獲得分布(bù)📐均勻的夾緊(jǐn)力,再以較小(xiǎo)的切削用量(liang)來加工,可以(yǐ)很好地防止(zhi)工件變形。
另(lìng)外,還可以使(shi)用填塞法。爲(wèi)增加薄壁工(gong)件的工藝🌈剛(gang)性,可在✊工🈲件(jian)内部填充介(jiè)質,以減少裝(zhuang)夾和切削過(guò)程☁️中工件達(da)變形。例如,向(xiang)工件内灌入(ru)含3%~6%硝酸鉀的(de)尿素熔融物(wu)⛱️,加工以後,将(jiāng)工☔件浸入☔水(shuǐ)或酒精中,就(jiu)可以将🔱該填(tian)充物溶解倒(dao)出💘。
4合理安排(pái)工序
高速切(qie)削時,由于加(jiā)工餘量大以(yi)及斷續切削(xue),因此銑削過(guò)程往往産生(sheng)振動,影響加(jia)工精度和表(biǎo)面粗糙度。所(suo)以👣,數控高速(sù)切削加工工(gōng)藝過程一般(bān)可分爲:粗加(jiā)工—半精加工(gong)—清角加工—精(jing)加工等工序(xù)。對于🧡精度要(yao)求高的零件(jiàn),有時需要進(jin)行二次半精(jing)加工♈,然後再(zai)進行精加工(gong)。粗加工之後(hou),零件可以自(zi)然冷卻,消除(chu)粗加☀️工⛹🏻♀️産生(shēng)的内應力,減(jian)小變形。粗加(jiā)工之後留下(xia)的餘量應大(da)于變形量,一(yi)般爲1~2mm。精加工(gong)時,零☁️件精加(jia)工表面要保(bǎo)🔴持均勻的加(jia)工餘🏃🏻♂️量,一般(bān)以0.2~0.5mm爲宜,使刀(dao)具在加工過(guo)程中處于平(píng)穩的狀态,可(ke)以大💃🏻大減少(shǎo)切削變形,獲(huo)得良🏃♂️好的表(biao)面加工質量(liang),保證産品的(de)精度👣。
二、減小(xiao)加工變形的(de)操作技巧
鋁(lǚ)件材料的零(líng)件在加工過(guo)程中變形,除(chu)了上述的原(yuán)因之外🍉,在實(shi)際操作中,操(cāo)作方法也是(shi)非常重要的(de)。
1、對于加工餘(yú)量大的零件(jiàn),爲使其在加(jiā)工過程中有(yǒu)比較好的🐉散(sàn)🔞熱條件,避免(mian)熱量集中,加(jia)工時,宜采用(yong)🔞對稱加工。如(ru)有一塊🚶♀️90mm厚的(de)闆料需要加(jiā)工到60mm,若銑好(hao)一面後立即(jí)銑🔞削另一面(mian),一次⭕加工到(dao)最後尺寸,則(zé)🧑🏾🤝🧑🏼平面度達5mm;若(ruo)采用反複進(jin)刀對稱加工(gōng),每一面分兩(liǎng)次加工到最(zui)後尺寸,可保(bao)證平面度達(da)到0.3mm。
2、如果闆材(cái)零件上有多(duō)個型腔,加工(gōng)時,不宜采用(yong)一個☂️型腔一(yī)個型腔的次(cì)序加工方法(fǎ),這樣容易造(zao)成零件受力(li)不均勻而産(chǎn)生變形。采用(yong)分層多次加(jia)工,每一層盡(jìn)量同時加工(gong)到所有的型(xíng)腔,然後再加(jia)工下一個層(ceng)次,使零件均(jun1)勻受力,減小(xiǎo)變形。
3、通過改(gǎi)變切削用量(liàng)來減少切削(xuē)力、切削熱。在(zai)切削用量📐的(de)三要㊙️素中,背(bèi)吃刀量對切(qiē)削力的影響(xiǎng)很大。如果加(jia)工餘量太大(dà),一次走刀的(de)切削力太大(dà),不僅會使零(líng)件變形,而且(qiě)還會影響機(ji)床主軸剛性(xìng)、降低✍️刀具的(de)耐用度。如果(guo)減少背吃刀(dao)量,又會使生(sheng)産效率大打(da)折扣。不過,在(zai)數控加工中(zhōng)都是🔴高速銑(xi)削,可以克服(fu)這一難題。在(zai)減少背吃刀(dāo)量的同時,隻(zhī)要相應地增(zēng)大進給,提高(gāo)機床的轉速(sù),就可以降低(di)切削力,同時(shí)保證加工效(xiào)❤️率。
4、走刀順序(xù)也要講究。粗(cu)加工強調的(de)是提高加工(gōng)效率,追‼️求🥵單(dan)位時間内的(de)切除率,一般(bān)可采用逆銑(xi)。即以最快的(de)速度、最短的(de)時間切除毛(máo)坯表面的多(duo)餘材料,基👨❤️👨本(ben)形成精加工(gōng)所要求的幾(ji)何😘輪廓。而精(jīng)加🔴工所強調(diao)的是高精🔞度(dù)高質量,宜采(cai)用順🈲銑。因爲(wei)順銑時刀齒(chi)的切削厚度(dù)從最大逐漸(jiàn)遞減至零,加(jiā)工硬化程度(dù)大爲減輕,同(tong)時減輕零件(jian)的變形程度(dù)。
5、薄壁工件在(zài)加工時由于(yu)裝夾産生變(biàn)形,即使精加(jia)工也是難以(yǐ)避免的。爲使(shi)工件變形減(jiǎn)小到最低限(xiàn)度,可以在精(jīng)加✉️工即将達(dá)到最後尺寸(cun)之前,把壓緊(jin)件松一下,使(shǐ)工件自由恢(huī)複到原狀,然(rán)後再輕微壓(yā)緊,以剛能夾(jiá)住工件爲準(zhǔn)(完全憑手感(gan)),這樣可以獲(huò)🧡得理想的加(jia)工效果。總之(zhi),夾緊力的作(zuo)🈲用點最好在(zài)🔞支承面上,夾(jia)緊力應作用(yòng)在工件剛性(xìng)好的方向,在(zai)保證工件不(bú)松動💰的前提(tí)下,夾緊力越(yue)小越好。
6、在加(jia)工帶型腔零(ling)件時,加工型(xing)腔時盡量不(bú)要讓銑刀像(xiàng)鑽頭似的直(zhí)接向下紮入(ru)零件,導緻銑(xǐ)刀容屑空間(jiān)不夠,排屑不(bú)順暢,造成零(ling)件過熱、膨脹(zhàng)以及崩刀、斷(duan)刀等不利現(xiàn)象。要♍先用與(yǔ)🐅銑刀同尺寸(cun)或大一号的(de)鑽頭鑽下刀(dao)孔,再用銑刀(dāo)銑削。或者,可(kě)以用CAM軟件生(shēng)産螺旋下刀(dao)程序。
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