鋁合金是重要的工業原料。由于其硬度相對較小,熱脹大系數較大,在薄壁、薄板類零件的機械加工中簡單發作變形。除了改進小型加工中心刀具功能以及預先選用時效處理消除資料的內應力之外,從加工工藝的視點,也能夠采納一些手法,盡可能削減資料的加工變形。
關于加工余量較大的鋁合金零件,為了發明較好的散熱條件,削減熱變形,有必要盡量避免熱量過于會集,能夠采納的辦法就是對稱加工。舉例來說,有一塊90毫米厚的鋁合金板,需求將其銑削至60毫米厚,假如銑好一面之后當即翻過來銑另一面,由于每個面都是一次加工到最終的尺度,接連加工余量較大,就會構成熱量會集的問題,這樣銑削好的鋁合金板平面度只能到達5毫米。假如選用雙面重復進刀的對稱加工辦法,使每個面都至少分兩次加工,直到到達最終的尺度,這樣有利于散熱,平面度能夠控制在0.3毫米。
當鋁合金板類零件上有多個型腔需求加工時,假如選用一個型腔一個型腔順次加工的辦法,就簡單使型腔壁由于受力不均勻而纏上變形。最好的處理辦法是采納分層屢次加工法,即一起對一切型腔進行加工,但不是一次加工完結,而是分若干個層次,逐層加工到需求的尺度。這樣零件受力會比較均勻,變形的幾率較小。
挑選恰當的切削用量能夠有用削減切削過程中的切削力和切削熱。機械加工過程中,切削用量偏大會導致一次走刀的切削力過大,極易構成零件的變形,而且對機床主軸剛性和刀具的耐用度都會構成影響。在切削用量的各個要素中,對切削力影響最大的就是背吃刀量。按說減小背吃刀量有利于確保零件不變形,但一起又會下降加工功率。數控加工的高速銑削能夠處理這一問題,只需求在減小背吃刀量的一起,相應地增大進給量,并進步機床的轉速,就能夠既下降切削力,又能夠確保加工功率。
刀具的資料、幾許參數對切削力、切削熱有重要的影響,正確挑選小型加工中心刀具,對削減零件加工變形至關重要。
① 合理挑選刀具幾許參數。
前角:在堅持刀刃強度的條件下,前角恰當挑選大一些,一方面能夠磨出尖利的刃口,別的能夠削減切削變形,使排屑順暢,進而下降切削力和切削溫度。切忌運用負前角刀具。
后角:后角巨細對后刀面磨損及加工外表質量有直接的影響。切削厚度是挑選后角的重要條件。粗銑時,由于進給量大,切削負荷重,發熱量大,要求刀具散熱條件好,因而,后角應挑選小一些。精銑時,要求刃口尖利,減輕后刀面與加工外表的沖突,減小彈性變形,因而,后角應挑選大一些。
① 合理挑選刀具幾許參數。
前角:在堅持刀刃強度的條件下,前角恰當挑選大一些,一方面能夠磨出尖利的刃口,別的能夠削減切削變形,使排屑順暢,進而下降切削力和切削溫度。切忌運用負前角刀具。
后角:后角巨細對后刀面磨損及加工外表質量有直接的影響。切削厚度是挑選后角的重要條件。粗銑時,由于進給量大,切削負荷重,發熱量大,要求刀具散熱條件好,因而,后角應挑選小一些。精銑時,要求刃口尖利,減輕后刀面與加工外表的沖突,減小彈性變形,因而,后角應挑選大一些。
主偏角:恰當減小主偏角能夠改進散熱條件,使加工區的平均溫度下降。
② 改進小型加工中心刀具結構。
削減銑刀齒數,加大容屑空間。由于鋁合金資料塑性較大,加工中切削變形較大,需求較大的容屑空間,因而容屑槽底半徑應該較大、銑刀齒數較少為好。例如,φ20mm以下的銑刀選用兩個刀齒;φ30~φ60mm的銑刀選用三個刀齒較好,以避免因切屑阻塞而引起薄壁鋁合金零件的變形。
精磨刀齒:刀齒切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在運用新刀之前,應該用細油石在刀齒前、后邊悄悄磨幾下,以消除刃磨刀齒時殘留的毛刺及細微的鋸齒紋。這樣,不光能夠下降切削熱而且切削變形也比較小。
嚴格控制刀具的磨損規范:刀具磨損后,工件外表粗糙度值添加,切削溫度上升,工件變形隨之添加。因而,除選用耐磨性好的刀具資料外,刀具磨損規范不應該大于0.2mm,不然簡單發作積屑瘤。切削時,工件的溫度一般不要超越100℃,以避免變形。
削減銑刀齒數,加大容屑空間。由于鋁合金資料塑性較大,加工中切削變形較大,需求較大的容屑空間,因而容屑槽底半徑應該較大、銑刀齒數較少為好。例如,φ20mm以下的銑刀選用兩個刀齒;φ30~φ60mm的銑刀選用三個刀齒較好,以避免因切屑阻塞而引起薄壁鋁合金零件的變形。
精磨刀齒:刀齒切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在運用新刀之前,應該用細油石在刀齒前、后邊悄悄磨幾下,以消除刃磨刀齒時殘留的毛刺及細微的鋸齒紋。這樣,不光能夠下降切削熱而且切削變形也比較小。
嚴格控制刀具的磨損規范:刀具磨損后,工件外表粗糙度值添加,切削溫度上升,工件變形隨之添加。因而,除選用耐磨性好的刀具資料外,刀具磨損規范不應該大于0.2mm,不然簡單發作積屑瘤。切削時,工件的溫度一般不要超越100℃,以避免變形。
小型加工中心粗加工和精加工應該選用不同的走刀次序。小型加工中心粗加工要求以最快的切削速度,在最短的時間內切除毛坯外表的剩余資料,構成精加工所要求的幾許概括。因而著重的是加工功率,尋求單位時間內的資料切除率,應該運用逆銑。而精加工對加工精度和外表質量要求更高,著重加工質量,應該運用順銑。由于順銑時刀齒的切削厚度從最大逐步遞減為零,會大大削減加工硬化現象,而且對零件的變形也有必定程度的抑制作用。
在加工鋁合金薄壁件時,裝夾時的壓緊力也是發作變形的一個重要原因,這是即使進步加工精度也難以避免的。為了下降工件由于裝夾而發作的變形,能夠在精加工到達最終尺度之前,將壓緊的零件松一下,開釋壓緊力,使零件自在康復到原狀,然后再從頭細微壓緊。二次壓緊的作用點最好在支承面上,夾緊力應作用在工件剛性好的方向,壓緊力巨細以剛能夾住工件不發作松動為準,這關于操作人員的經歷和手感有較高的要求。這樣加工出的零件壓緊變形是較小的。
在加工帶型腔的零件時,假如用銑刀直接向下扎入零件會由于銑刀的容屑空間缺乏而構成排屑不暢,然后導致零件堆集很多的切削熱,并發作脹大變形,甚至有可能構成崩刀、斷刀等事端。最好的辦法是先鉆后銑,即先是用尺度不小于銑刀的鉆頭鉆出刀孔,再用銑刀伸入刀孔開端銑削,這樣能夠有用處理上面說到的問題。