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鋁件(jiàn)零件加工變(bian)形的原因很(hěn)多,與材質、零(líng)件形狀、生産(chǎn)條🐕件等都有(yǒu)關系。主要有(you)以下幾個方(fang)面:毛坯内應(yīng)力引起的變(biàn)形,切削力、切(qiē)削熱引起的(de)變形,夾緊力(lì)引起的變形(xing)。
一、減少加工(gōng)變形的工藝(yì)措施
1 降低毛(mao)坯内應力
采(cǎi)用自然或人(rén)工時效以及(ji)振動處理,均(jun1)可部分消除(chú)毛坯的♻️内應(ying)力。預先加工(gong)也是行之有(you)效的工藝方(fāng)法💋。對肥頭大(da)耳的毛坯,由(yóu)于餘量大,故(gu)加工後變🈚形(xíng)也大。若預先(xiān)加工掉毛坯(pi)的多餘部💜分(fèn),縮小各部🈲分(fèn)的餘量,不僅(jǐn)可以減少以(yǐ)後工序的加(jiā)工變形,而且(qie)預先加工😄後(hou)放置一段🛀時(shí)間,還可以釋(shì)放一部分内(nèi)應力。
2 改善刀(dao)具的切削能(neng)力
刀具的材(cái)料、幾何參數(shù)對切削力、切(qiē)削熱有重要(yao)的影響,正确(que)選🐕擇刀具,對(dui)減少零件加(jia)工變形至關(guan)重要。
( 1 )合理選(xuǎn)擇刀具幾何(he)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(yī)方🛀面🎯可以磨(mó)出鋒利的刃(ren)口,另外可以(yi)減少切削變(biàn)形,使排屑順(shùn)♻️利,進⛱️而降低(di)切削力和切(qiē)削溫度。切忌(jì)使用負㊙️前角(jiǎo)刀🥵具。
② 後角:後(hou)角大小對後(hou)刀面磨損及(jí)加工表面質(zhi)量有直😄接的(de)影🈚響。切削厚(hòu)度是選擇後(hou)角的重要條(tiáo)件。粗銑時,由(you)于進給量大(da),切削🤞負荷重(zhong),發熱量大,要(yao)求刀具散熱(re)條件好,因此(cǐ),後角應選擇(zé)小一些。精銑(xǐ)時,要求刃口(kǒu)鋒利,減輕後(hòu)刀面與加工(gong)表面的摩擦(ca),減小彈性變(biàn)形,因此,後角(jiǎo)應選🔴擇大一(yi)些。
③ 螺旋角:爲(wei)使銑削平穩(wěn),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(zhǔ)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(ju)結構。
① 減少銑(xi)刀齒數,加大(dà)容屑空間。由(yóu)于鋁件材料(liào)塑性較大,加(jia)工中㊙️切削變(bian)形較大,需要(yao)較大的容屑(xiè)空間,因此容(róng)屑槽底半徑(jìng)應該較大、銑(xi)刀齒數較少(shao)爲好。
② 精磨刀(dāo)齒。刀齒切削(xuē)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(yòng)細油石在刀(dāo)齒前、後面輕(qīng)輕🌐磨幾下,以(yǐ)🤞消除刃磨刀(dāo)齒時殘留的(de)毛刺及輕微(wei)的鋸齒紋🌈。這(zhe)樣,不但可以(yi)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(mian)粗糙度♈值增(zeng)加,切削溫度(dù)上升,工件變(bian)形随之增加(jiā)。因此,除選用(yong)耐✌️磨性好的(de)📧刀具材料外(wài),刀具磨損标(biāo)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(jiàn)的溫度一般(bān)不要超過 100 ℃ ,以(yi)防止變形。
3 改(gǎi)善工件的夾(jiá)裝方法
對于(yú)剛性較差的(de)薄壁鋁件工(gōng)件,可以采用(yong)以下的夾裝(zhuāng)方✂️法❓,以減少(shao)變形:
① 對于薄(báo)壁襯套類零(líng)件,如果用三(sān)爪自定心卡(kǎ)盤或彈簧夾(jiá)頭從徑向夾(jiá)緊,加工後一(yi)旦松開,工件(jian)必然發生變(bian)形。此時,應該(gāi)利用剛性較(jiào)好的軸向端(duan)面壓緊的方(fāng)⛷️法。以零件内(nei)孔定位,自制(zhi)一個🤟帶螺紋(wen)的穿心軸,套(tào)入零件的内(nèi)孔,其上用💚一(yi)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(biàn)形,從而得到(dao)滿意♌的🔅加工(gong)精度。
② 對薄壁(bì)薄闆工件進(jìn)行加工時,最(zui)好選用真空(kōng)吸盤,以💚獲得(de)分布均勻的(de)夾緊力,再以(yǐ)較小的切削(xuē)用量來加工(gōng),可以很好地(di)防止工件變(biàn)形。
另外,還可(kě)以使用填塞(sai)法。爲增加薄(bao)壁工件的工(gong)藝剛✉️性,可在(zài)工件内部填(tián)充介質,以減(jiǎn)少裝夾和切(qiē)削過程💜中工(gong)件達變形。例(lì)如✏️,向工件内(nèi)灌入含 3% ~ 6% 硝酸(suan)鉀的尿素熔(róng)融物,加工以(yǐ)後,将工件浸(jìn)入水或🏃酒精(jīng)🐇中,就❌可✍️以将(jiang)該填充物溶(rong)解倒出。
4 合理(li)安排工序
高(gao)速切削時,由(yóu)于加工餘量(liàng)大以及斷續(xù)切削,因此銑(xi)削過程往往(wǎng)産生振動,影(yǐng)響加工精度(dù)和表面粗糙(cāo)度🏒。所以,數控(kong)💘高速切削加(jia)工工藝過程(chéng)一般可分爲(wèi):粗加工 — 半精(jing)加工 — 清角加(jia)工 — 精加工等(deng)工序。對于精(jing)度要求高的(de)零件,有時需(xu)要進行二次(cì)半精加工,然(rán)後再進行精(jīng)加工。粗加工(gōng)之後,零件可(kě)以自然冷🏃♀️卻(que),消除粗加工(gong)産生的内應(ying)力,減小變形(xíng)。粗加👄工之後(hou)留下的餘量(liàng)應大于變形(xing)量,一般爲 1 ~ 2mm 。精(jing)加工時,零件(jian)精加工表面(mian)要保持均勻(yun)的加工餘量(liàng),一般以 0.2 ~ 0.5mm 爲宜(yí),使刀具在加(jiā)工過程中處(chù)于平穩的狀(zhuang)态,可以👨❤️👨大大(dà)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(biàn)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(zhòng)要的。
1 、對于加(jiā)工餘量大的(de)零件,爲使其(qi)在加工過程(chéng)中有比較好(hǎo)的散熱條件(jiàn),避免熱量集(ji)中,加工時,宜(yi)采用對稱☂️加(jia)工。如有一塊(kuai)🥰 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(lìng)一面,一次加(jiā)工到最後尺(chǐ)寸,則平面🔞度(dù)達 5mm ;若采用反(fǎn)複進刀對稱(chēng)加工,每一面(mian)分兩次加工(gong)到最後尺寸(cùn),可☁️保證平面(mian)度達到 0.3mm 。
2 、如果(guo)闆材零件上(shang)有多個型腔(qiang),加工時,不宜(yi)采用一個型(xing)腔一個㊙️型腔(qiāng)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(duō)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(yi)個層🥵次,使零(ling)件均勻受力(lì),減小變形☁️。
3 、通(tong)過改變切削(xuē)用量來減少(shǎo)切削力、切削(xue)熱。在切削用(yòng)量的🚩三✍️要㊙️素(su)中,背吃刀量(liàng)對切削力的(de)影響很大。如(rú)果加工餘量(liang)太大,一次走(zǒu)刀的切削力(lì)太大,不僅會(hui)使零💜件變形(xing)☎️,而且還會影(ying)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(hui)⛱️使生産效♉率(lü)大打折扣。不(bu)過,在數控加(jia)工中都是高(gāo)速銑削,可以(yǐ)克服這一難(nán)題。在減少背(bèi)吃刀量的同(tong)時,隻🈲要相🐉應(yīng)地增大進給(gei),提高機床☀️的(de)轉速,就可以(yi)降低切削☂️力(li),同時保證加(jiā)工效率。
4 、走刀(dāo)順序也要講(jiang)究。粗加工強(qiáng)調的是提高(gāo)加工效率,追(zhui)🆚求單位時間(jian)内的切除率(lü),一般可采用(yong)逆銑。即以最(zui)👨❤️👨快的速度、最(zui)短💋的時間切(qiē)除毛坯表面(mian)的多餘材料(liào),基本形成精(jīng)加工所要求(qiu)😍的幾何輪廓(kuo)。而精加工所(suo)強調的是高(gao)精度高質量(liàng)🥵,宜采用順銑(xǐ)。因爲順🛀🏻銑時(shí)刀齒的切削(xue)厚度從最大(da)逐漸遞減至(zhi)零,加工硬化(hua)程度大爲減(jiǎn)輕,同時減輕(qīng)零件的變形(xing)程度。
5 、薄壁工(gong)件在加工時(shí)由于裝夾産(chǎn)生變形,即使(shi)精加☎️工🈚也是(shì)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(jí)将達到最後(hou)尺寸之前,把(bǎ)壓緊件松一(yī)㊙️下,使工件自(zì)由恢複到🧑🏽🤝🧑🏻原(yuan)狀,然後再輕(qing)微壓緊,以剛(gāng)能夾住工件(jiàn)爲準(完全憑(ping)手感),這樣可(kě)以獲㊙️得理想(xiang)的加工效果(guǒ)。總之,夾緊力(lì)的作用點最(zui)好在支承面(miàn)上,夾緊力應(yīng)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(jin)力越小越好(hao)。
6 、在加工帶型(xíng)腔零件時,加(jiā)工型腔時盡(jìn)量不要讓銑(xi)刀像鑽頭似(sì)的直接向下(xia)紮入零件,導(dao)緻銑刀容屑(xiè)空間不夠,排(pai)屑不順🧑🏾🤝🧑🏼暢,造(zao)㊙️成零件過熱(re)、膨脹以及崩(bēng)刀、斷刀等不(bú)利現象。要先(xian)用與💃🏻銑刀同(tóng)尺寸或大一(yi)号的鑽頭鑽(zuan)下刀孔,再用(yong)銑刀銑削。或(huo)者,可以用 CAM 軟(ruǎn)件生産螺旋(xuán)下刀程序。
影(ying)響鋁件加工(gong)精度和表面(miàn)質量的主要(yao)因素是該類(lèi)零件加工☎️過(guo)程中容易發(fa)生變形現象(xiang),這需要操作(zuò)者具備一定(ding)的操作經驗(yan)和技巧。
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