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長安(ān)鋁合金加工發生變形原因是什(shí)麽造成分析(xī)?

文章(zhāng)出處:公司動態 責(zé)任編輯:東莞市宅男在线免费观看精(jīng)密機械有(yǒu)限(xiàn)公司 發表時間:2023-07-18
  ​鋁合(hé)金是很(hěn)常用的五金件,也是(shì)一種很(hěn)重要的工業原料,廣泛的使用在工業的各個領域當中。像我們家中的五金件大多也是使用(yòng)鋁(lǚ)合金做成的(de)。但是在進行長安鋁合金加工的時候,由(yóu)於鋁合金的硬度較小(xiǎo),熱膨脹係數大,因此在薄壁(bì)類的零件加工過程中,是很容易發(fā)生變(biàn)形的情況的。
長安鋁合金加工(gōng)
除了改善刀具性(xìng)能以及預先采用時效處(chù)理消(xiāo)除材料(liào)的內(nèi)應力之外,從加(jiā)工工藝的角度,也可以采取一(yī)些手段,盡可能減少材料(liào)的加工變形。

對於加工餘量較大的鋁合金零件,為了創造較好的散(sàn)熱條件(jiàn),減少熱變形,必須盡量避免熱量過(guò)於集中(zhōng),可以采取的方法就是對稱加工(gōng)。

舉例來(lái)說(shuō),有一塊90mm厚的鋁合金板,需(xū)要將其銑削(xuē)至60mm厚,如果銑好一麵之後立即翻過來銑另(lìng)一麵,由於每個麵都是(shì)一次加工到最後的(de)尺寸(cùn),連續加工餘量較大,就會造成熱(rè)量集中的問題,這樣銑削好的鋁合金板(bǎn)平麵(miàn)度隻能達到5毫米。

如果采用兩(liǎng)麵(miàn)反(fǎn)複進刀的對稱加工方法,使每個麵都至少分兩次加工,直到達到最後的(de)尺寸,這(zhè)樣有利於(yú)散熱,平麵度可以控製在0.3mm。

一、分層多次加工法

當鋁合金板類零件(jiàn)上有多個型腔需要加(jiā)工時,如果采用一個型腔一個型腔依次加工的方法,就容易使型腔壁由於受力不均勻而纏上變形。解決方法是采取分層多次加工法,即同時對所有型腔進(jìn)行加工,但不是一次加工完成,而(ér)是分若幹(gàn)個層次,逐層加工到需要的尺(chǐ)寸。這(zhè)樣零件受力會比較(jiào)均勻,變形的幾率(lǜ)較小。

二、恰當選擇切(qiē)削用量

選擇恰當(dāng)的切削用量可以有效減少(shǎo)切削(xuē)過程中的切削力和切削熱。機械加工過程中,切削用量偏(piān)大會導致一次走(zǒu)刀的(de)切削力過大,極易造成零件的變形,而且對機床(chuáng)主軸剛性和刀具的耐用度都會造成影響。

在切削用(yòng)量的各個要素中,對切削力帶來的(de)影響就是背吃刀量。按說減小背吃刀量有利於(yú)保證(zhèng)零件不變形,但同時又會降低(dī)加工效(xiào)率。數控加工的高速銑削能夠解(jiě)決這一問題,隻需要在減小背吃刀(dāo)量的同(tóng)時(shí),相(xiàng)應地增大進給量,並提高機床的轉速就可(kě)以既降低切削(xuē)力,又能夠保證加工(gōng)效率。

三、改善刀(dāo)具的切削能力

刀具的材料、幾何參數對切削力(lì)、切削熱有重要的影響,正(zhèng)確選擇刀具,對減少零件加工變形至關重要。

1、合理選擇刀具(jù)幾何參數

前角:在保持刀刃強度的條件下,前(qián)角適當選擇大一些,一方麵可以磨出鋒利的刃口,另外(wài)可以減少切削變形,使排屑順利,進而降低切(qiē)削力和切削溫度。切忌使用負前角刀具。

後角(jiǎo):後角(jiǎo)大小對後刀麵磨損及(jí)加工表麵質量有直接的影響。切削厚(hòu)度是選擇後角的重要條件。粗銑(xǐ)時,由於進給量大,切削負荷重(chóng),發熱(rè)量大,要(yào)求刀具散熱條件(jiàn)好,因(yīn)此,後角應選擇小一些。精銑時,要求刃口(kǒu)鋒利,減輕後刀麵與加(jiā)工表麵的摩擦,減小彈性變形,因此,後(hòu)角應選(xuǎn)擇(zé)大一些。

螺旋角(jiǎo):為使銑削平穩,降低銑削力,螺(luó)旋角應盡可能選擇大一些。

主偏角:適當(dāng)減小主偏角可以改(gǎi)善散熱條件,使加工區的平均溫度(dù)下降(jiàng)。

2、改善(shàn)刀具結構(gòu)

減少銑刀齒數,加大容屑空間。由於鋁合金材料塑性較大,加工中切削變形較大,需要較(jiào)大的容屑空間,因此容屑槽底半徑應該較大、銑(xǐ)刀齒數較少為好。

例(lì)如,Φ20mm以下的銑刀采用兩個刀齒(chǐ);Φ30~Φ60mm的銑刀采用三個刀齒較好,以避免(miǎn)因切屑堵塞而引起薄壁鋁合金零件的(de)變形。

精磨刀齒:刀齒切削刃部的粗糙度值要小於Ra=0.4um。在(zài)使用新刀之前,應該用細油(yóu)石在刀齒前、後麵輕輕磨幾下,以消除刃磨(mó)刀齒時殘留的毛(máo)刺及輕微的鋸齒紋。這(zhè)樣,不但可以降低切削熱而(ér)且切削變形也比較小。

嚴格控製刀具的磨損(sǔn)標準:刀(dāo)具(jù)磨(mó)損後,工件表麵(miàn)粗糙度值增加(jiā),切削溫(wēn)度上升,工件變形隨之(zhī)增加。因(yīn)此,除選用(yòng)耐磨性好的刀具材料外,刀(dāo)具磨損標準不應該大於0.2mm,否則容易產生積屑瘤。切削時,工件的溫度一般(bān)不(bú)要超過100℃,以防止變形(xíng)。

四、走刀順序有講究

粗加工和精加工應該采用不同的走刀順序。粗加工要求以最(zuì)快的切削速度,在最短的時間內切除毛坯表麵的多餘材料,形(xíng)成精加工所要求的(de)幾(jǐ)何輪廓。因此強調的是加工效(xiào)率,追求(qiú)單位時間(jiān)內的材料(liào)切除率,應該使用逆銑。

而(ér)精(jīng)加工對加工精度和表麵質量要求更高,強調加工質(zhì)量,應該使用順(shùn)銑。由於(yú)順銑時刀齒的切削厚度從逐漸遞減為零,會大大減(jiǎn)少加工硬化現象,並且對零件的變形也有一定程(chéng)度的抑製(zhì)作用。

五(wǔ)、薄壁件二次壓緊

在加工鋁合金薄壁件(jiàn)時,裝夾時的壓緊力也是產生變(biàn)形的一個重要原因,這(zhè)是即便提高加工精度也難以避免(miǎn)的。為了降低工件由於裝夾而(ér)產生的變形,可以在精加工達到最後尺寸之前,將壓緊的零件鬆一下,釋放壓緊力(lì),使零件自由恢複到原狀(zhuàng),然後再(zài)重新輕微壓緊。

二次壓緊的作用點建議在支撐麵上(shàng),夾緊力應作用在工件剛性好的方向,壓緊力大小以剛(gāng)能夾住工(gōng)件不發(fā)生鬆動為準,這對(duì)於操作人員的經驗和手感有較高的要求。這樣(yàng)加工出的零件壓(yā)緊變形是較小的。

六、先鑽後銑加工法

在加工帶(dài)型(xíng)腔的零件時,如(rú)果用銑刀直接向下(xià)紮入零件會因為銑刀的容屑空(kōng)間不足而(ér)造成排屑不暢,從而導致零件積累大量的切削熱,並發生(shēng)膨脹變形,甚至有可能造成崩刀、斷刀等事故。建議是先鑽後銑,即先是用尺寸不(bú)小於銑刀的鑽頭鑽出刀孔,再用銑刀伸入刀孔開始銑削,這樣可以有效解決上麵提到的問題(tí)。

通(tōng)過以上的(de)這些(xiē)鋁合金加(jiā)工方法,是可以很好的解決鋁合金薄壁類產品變形的問題。鋁合金成品發生變形是受各種因素的(de)影響的,因此我(wǒ)們隻要在加工方(fāng)法上多(duō)做一些改善,就可以在更(gèng)好的減(jiǎn)少鋁合金發生變形(xíng)的概(gài)率(lǜ)。

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