现在机加工中会常常碰着须要加工比较薄的工件,例如飞机的零件,为了减轻包袱,每每会采取大量的铝合金材料,而铝合金工件材料遇热系数也比较大,导致加工的过程中很随意马虎变形。铝合金零件加工变形的缘故原由也有很多方面的,和材质、零件形状、生产条件、切削液都有关系,但是我们富兰地认为紧张从切削力和切削热引起的变形、毛坯内应力引起的变形和夹紧力引起的变形。那么如何减少工件变形的情形呢?我们富兰地小知识库总结了以下几点:
一、减少加工变形的工艺方法
1、改进刀具的切削能力
刀具的材料、几何参数对切削力、切削热有主要的影响,精确选择刀具,对减少零件加工变形至关主要。
①合理选择刀具几何参数
前角:在保持刀刃强度的条件下,前角适当选择大一些,一方面可以磨出锋利的刃口,其余可以减少切削变形,使排屑顺利,进而降落切削力和切削温度。切忌利用负前角刀具。
后角:后角大小对后刀面磨损及加工表面质量有直接的影响。切削厚度是选择后角的主要条件。粗铣时,由于进给量大,切削负荷重,发热量大,哀求刀具散热条件好,因此,后角应选择小一些。精铣时,哀求刃口锋利,减轻后刀面与加工表面的摩擦,减小弹性变形,因此,后角应选择大一些。
螺旋角:为使铣削平稳,降落铣削力,螺旋角应尽可能选择大一些。
主偏角:适当减小主偏角可以改进散热条件,使加工区的均匀温度低落。
②改进刀具构造
减少铣刀齿数,加大容屑空间。由于铝合金材料塑性较大,加工中切削变形较大,须要较大的容屑空间,因此容屑槽底半径该当较大、铣刀齿数较少为好,以避免因切屑堵塞而引起薄壁铝合金零件的变形。
精磨刀齿:刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在利用新刀之前,该当用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下,以肃清刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。这样,不但可以降落切削热而且切削变形也比较小。
严格掌握刀具的磨损标准:刀具磨损后,工件表面粗糙度值增加,切削温度上升,工件变形随之增加。因此,除选用耐磨性好的刀具材料外,刀具磨损标准不应该大于0.2mm,否则随意马虎产生积屑。切削时,工件的温度一样平常不要超过100℃,以防止变形。
③合理安排工序
高速切削时,由于加工余量大以及断续切削,因此铣削过程每每产生振动,影响加工精度和表面粗糙度。以是,数控高速切削加工工艺过程一样平常可分为:粗加工-半精加工-清角加工-精加工等工序。对付精度哀求高的零件,有时须要进行二次半精加工,然后再进行精加工。粗加工之后,零件可以自然冷却,肃清粗加工产生的内应力,减小变形。粗加工之后留下的余量应大于变形量,一样平常为1-2mm。精加工时,零件精加工表面要保持均匀的加工余量,一样平常以0.2-0.5mm为宜,使刀具在加工过程中处于平稳的状态,可以大大减少切削变形,得到良好的表面加工质量,担保产品的精度。
2、降落毛坯的内应力
采取自然或人工时效以及振动处理,均可部分肃清毛坯的内应力。预先加工也是行之有效的工艺方法。对付较大的毛坯,由于余量大,故加工后变形也大。若预先加工掉毛坯的多余部分,缩小各部分的余量,不仅可以减少往后工序的加工变形,而且预先加工后放置一段韶光,还可以开释一部分内应力。
3、改进工件的夹装方法
对付刚性较差的薄壁铝合金工件,可以采取以下的夹装方法,以减少变形:
对付薄壁衬套类零件,如果用三爪自定型卡盘或弹簧夹头从径向夹紧,加工后一旦松开,工件一定发生变形。此时,该当利用刚性较好的轴向端面压紧的方法。以零件内孔定位,低廉甜头一个带螺纹的穿心轴,套入零件的内孔,其上用一个盖板压紧端面再用螺帽锁紧。加工外圆时就可避免夹紧变形,从而得到满意的加工精度。
对薄壁薄板工件进行加工时,最好选用真空吸盘,以得到分布均匀的夹紧力,再以较小的切削用量来加工,可以很好地防止工件变形。
其余,还可以利用填塞法。为增加薄壁工件的工艺刚性,可在工件内部添补介质,以减少装夹和切削过程中工件变形。例如,向工件内注意灌输含3%-6%硝酸钾的尿素熔融物,加工往后,将工件浸入水或酒精中,就可以将该添补物溶解倒出。
二、操作技巧
铝合金材料的零件在加工过程中变形,除了上述的缘故原由之外,在实际操作中,操作方法也是非常主要的。
(1)对付加工余量大的零件,为使其在加工过程中有比较好的散热条件,避免热量集中,加工时,宜采取对称加工。如有一块90mm厚的板料须要加工到60mm,若铣好一壁后立即铣削另一壁,一次加工到末了尺寸,则平面度达5mm;若采取反复进刀对称加工,每一壁分两次加工到末了尺寸,可担保平面度达到0.3mm。
(2)如果板材零件上有多个型腔,加工时,不宜采取一个型腔一个型腔的次序加工方法,这样随意马虎造成零件受力不屈均而产生变形。采取分层多次加工,每一层只管即便同时加工到所有的型腔,然后再加工下一个层次,使零件均匀受力,减小变形。
(3)通过改变切削用量来减少切削力、切削热。在切削用量的三要素中,吃刀量对切削力的影响很大。如果加工余量太大,一次走刀的切削力太大,不仅会使零件变形,而且还会影响机床主轴刚性、降落刀具的耐用度。如果减少吃刀量,又会使生产效率大打折扣。不过,在数控加工中都是高速铣削,可以战胜这一难题。在减少吃刀量的同时,只要相应地增大进给,提高机床的转速,就可以降落切削力,同时担保加工效率。
(4)走刀顺序也要讲究。粗加工强调的是提高加工效率,追求单位韶光内的切除率,一样平常可采取逆铣。即以最快的速率、最短的韶光切除毛坯表面的多余材料,基本形成精加工所哀求的几何轮廓。而精加工所强调的是高精度高质量,宜采取顺铣。由于顺铣时刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零,加工硬化程度大为减轻,同时减轻零件的变形程度。
(5)薄壁工件在加工时由于装夹产生变形,纵然精加工也是难以避免的。为使工件变形减小到最低限度,可以在精加工即将达到末了尺寸之前,把压紧件松一下,使工件自由规复到原状,然后再轻微压紧,以刚能夹住工件为准(完备凭手感),这样可以得到空想的加工效果。总之,夹紧力的浸染点最好在支撑面上,夹紧力应浸染在工件刚性好的方向,在担保工件不松动的条件下,夹紧力越小越好。
(6)在加工带型腔零件时,加工型腔时只管即便不要让铣刀像钻头似的直接向下扎入零件,导致铣刀容屑空间不足,排屑不顺畅,造成零件过热、膨胀以及崩刀、断刀等不利征象。要先用与铣刀同尺寸或大一号的钻头钻下刀孔,再用铣刀铣削。或者,可以用CAM软件生产螺旋下刀程序。
一把材质得当、精度高、质量好的刀具也是减少加工铝合金工件变形主要的一点,我们富兰地正是有考虑到这一点,以是研发了一系列铜铝合金通用铣刀,专适用于加工铝、铜合金工件,分外的刃型处理,更有效降落振动。存心做好每一把刀,为全天下做事。