加工中心廠家談：減（jiǎn）少鋁件加工（gōng）變形方法（fǎ）和操作

加工中（zhōng）心適合各類零件的加工，常加工材質有鋁件、鐵件和鋼件，由（yóu）於鋁件零件材料熱膨脹係數較大，薄壁（bì）加工過程中（zhōng）很（hěn）容易變形。加工中心廠家針對減（jiǎn）少加工過程（chéng）中鋁件變形（xíng）提出（chū）一係列措施。　　　　1.加工變形的原因　　　　鋁件零件加工變（biàn）形（xíng）的原因很多，與材質、零件形狀、生產條件等（děng）都（dōu）有關係。主要有以（yǐ）下幾個方麵：毛坯（pī）內應力引起的變形，切削力、切削熱引起的變形，夾緊力引起的變形。　　　　2.減（jiǎn）少加工變形（xíng）的工藝措施（shī）　　　　(1)降低毛坯（pī）的內應力 采用自然或人工時效以及振（zhèn）動處理，均（jun1）可部（bù）分消除毛坯的內應力。預先加工也是行之有效（xiào）的工藝方法。對肥頭大耳的毛坯，由於餘量大，故加（jiā）工後變形也大。若預先加工掉毛坯的多餘部分，縮小各部（bù）分的（de）餘量，不僅可以減少以後工序的加工變形（xíng），而且預先（xiān）加工後放置一段（duàn）時間，還可以釋放一部分內應力。　　　　例如圖1所示為大梁零件，毛坯形狀如（rú）圖雙點劃線所示重60kg，而零件僅重（chóng）3kg。若按圖中虛線所示一次性加工成形（xíng），平麵度誤差可高達14mm，若按圖（tú）中實線進行預加工（gōng），自然時效一（yī）段時間後再加工成形為所需要（yào）的零（líng）件，則（zé）平麵度誤差可以減小到3mm。　　　　圖1　　　　圖2為某型號穿蓋器零件，局部（bù）*小厚度（dù）僅為3mm，加工前的毛坯厚度為20mm。可以上加工中心用（yòng）壓板換壓的方法將（jiāng）零件直接加工到尺寸，但是從工作台上取（qǔ）下來時，零件底部兩（liǎng）端會向（xiàng）上翹起，造成（chéng）尺（chǐ）寸嚴重超差甚至（zhì）報（bào）廢。　　　　圖2　　　　所以在（zài）加工之（zhī）前，先（xiān）在毛坯上開（kāi）一個應力釋放槽，如圖3實線位置所示，再從工作台（tái）上取下，自然（rán）時效1～2h，讓變形（xíng）盡量在（zài）此時全部發生。之後（hòu），增加一個鉗工校平工序將零件校平（píng），則零件（jiàn）在後續加工中變形量會大幅度地降低。　　　　圖3　　　　(2)改善（shàn）刀具的切削能力（lì） 刀具的材料、幾（jǐ）何參數對切削力、切削熱有重（chóng）要的影響，正確選擇刀具，對（duì）減少零件加工變形至關重要（yào）。　　　　① 合理選擇刀具幾何參數。前角：在保持刀刃強度的條件（jiàn）下，前角（jiǎo）適當選（xuǎn）擇大一些，一方麵可以（yǐ）磨出（chū）鋒利的刃口，另外可以減少切削變形，使排（pái）屑順利，進而降低（dī）切削力和切（qiē）削溫度。切忌使用負前角刀具。　　　　後角：後角大小對（duì）後刀麵磨損及加工表麵質量有直（zhí）接的影（yǐng）響。切削厚度是選擇後角的重要條件。粗銑時，由於進給量大，切削負荷重，發熱量大，要（yào）求（qiú）刀具散（sàn）熱條件好，因此，後角應選擇小一些。精銑時，要求刃口（kǒu）鋒利，減輕後刀麵（miàn）與加（jiā）工表麵（miàn）的摩擦，減小彈性變形，因此，後角應選擇大一些（xiē）。　　　　螺旋角：為使銑削平穩，降低銑削力，螺旋角應盡可能選擇大一（yī）些。　　　　主偏角（jiǎo）：適當減小主偏角可（kě）以改善散熱條（tiáo）件，使加工（gōng）區（qū）的平均溫度下降。　　　　② 改善刀具結構。減少（shǎo）銑刀齒數，加大（dà）容屑空間（jiān）。由於鋁件材料塑性較大，加工中切削變形較大，需要較大的容屑空間，因此容屑槽底半徑應該較大、銑刀齒數較少為好。例如，φ20mm以（yǐ）下的銑（xǐ）刀采用兩（liǎng）個刀齒;φ30～φ60mm的銑刀采用三（sān）個刀齒較好，以避（bì）免因切屑堵塞而（ér）引起薄壁鋁件零件的變形。　　　　精磨刀齒：刀齒切削刃部的粗糙度值（zhí）要小（xiǎo）於Ra=0.4um。在使用新刀之前（qián），應該用細油石在刀齒前、後麵輕（qīng）輕磨幾下，以消除刃磨刀齒時殘留的毛刺及輕微的鋸齒紋。這樣，不但可以降低切削熱而且切削變形也比較小。　　　　嚴格控（kòng）製刀具（jù）的磨損標準：刀具磨損後，工件表麵粗糙（cāo）度值增加，切（qiē）削溫度上升，工件變形隨（suí）之增加。因此，除（chú）選用耐磨性好的刀（dāo）具材料外，刀具磨損標準不（bú）應（yīng）該大於0.2mm，否則容易（yì）產生積屑瘤。切削時，工件的溫度一般不（bú）要超過100℃，以防止變形。　　　　③ 改善工件（jiàn）的夾裝（zhuāng）方法。對於剛性較差的薄壁鋁件工件，可以采用以下的夾（jiá）裝（zhuāng）方法（fǎ），以減少變形：　　　　對（duì）於薄壁襯套類零件，如果用三爪自定心卡盤或彈簧夾頭從（cóng）徑（jìng）向夾緊，加工後一旦（dàn）鬆開，工件必然發生變形。此時，應該利用剛性較好的軸（zhóu）向端麵壓緊的方法。以零件內（nèi）孔定位，自製一個帶螺紋的穿心軸，套入零件的內孔，其上用一個蓋板壓緊端麵再用螺帽背緊。加（jiā）工外圓時就（jiù）可避免夾（jiá）緊變形，從而（ér）得到（dào）滿意（yì）的加工精度。　　　　對薄壁薄板工件進行（háng）加工時，*好選用真空吸盤，以獲得分布均勻的夾緊力，再（zài）以（yǐ）較（jiào）小的切削用量來加工，可以（yǐ）很好地防止工件（jiàn）變形。　　　　另（lìng）外，還（hái）可以使用填塞法。為增加薄壁工件的工藝剛性（xìng），可在工件內部填（tián）充介質，以減少裝夾和（hé）切削過程中工（gōng）件達變形。例如，向工件內灌入含3%～6%硝酸鉀的尿素熔融物，加工以後，將工件浸入水或酒精中，就可以（yǐ）將該填充物溶解倒出。　　　　④ 合（hé）理安排工序。高速切削（xuē）時，由於加工餘量大以及（jí）斷續切削，因此銑削過（guò）程往往產生振動（dòng），影（yǐng）響加工精度和表麵（miàn）粗糙（cāo）度。所（suǒ）以（yǐ），數控高速切削加工工藝過程一般可分為;粗加工-半精加工-清角加工-精加工等（děng）工序。對於精（jīng）度要求高的零件（jiàn），有（yǒu）時需（xū）要進行二次半精加工，然後再進行精加工。粗加工之後，零（líng）件可以自然冷卻，消（xiāo）除粗加工（gōng）產（chǎn）生（shēng）的內應（yīng）力，減小變形（xíng）。粗加工之（zhī）後（hòu）留下的餘量應大於變形（xíng）量，一般為1～2mm。精加（jiā）工時，零件精加工表麵要保持均勻的加工餘量，一般以0.2～0.5mm為（wéi）宜，使刀具在加工過程中處（chù）於平穩的狀（zhuàng）態，可以大大減少切削變形，獲得良好的表麵加工質量，保證產品的精度。　　　　3.操作技巧　　　　鋁件材料的零件在加工過程中變形，除了上述（shù）的原（yuán）因之外，在實際操（cāo）作（zuò）中，操作方法也是非常重（chóng）要的。　　　　(1)對（duì）於加工餘量大的零件，為使其在加工過程中有比較好的散熱條件，避免熱（rè）量集中，加工時，宜采用對稱加工（gōng）。如有一塊90mm厚的板料需要（yào）加工到60mm，若銑（xǐ）好一麵後立（lì）即銑削另一麵，一次加工到*後尺寸，則平麵度達5mm;若采用反複進刀對稱加工，每一麵分兩次加（jiā）工到*後尺寸，可保證平麵度達到0.3mm。　　　　(2)如果板材零（líng）件上有多個型腔，如圖4所示。加工時，不宜采用一個型腔一個型腔的次序加工方法，這樣容易造成（chéng）零件受力不均勻而產生變形。采用分層（céng）多次加工，每（měi）一層盡量同時加工到所有的型腔，然後再（zài）加工下一個層次，使零件（jiàn）均勻受力（lì），減小變形。　　　　圖4　　　　(3)通過改變切削用量來減少切削力、切（qiē）削熱。在（zài）切削用量的三要素中，背吃刀量對切削力的影（yǐng）響很大（dà）。如（rú）果加工餘量太（tài）大，一次走刀（dāo）的切削力太大，不僅會使零件變形，而且還會影響機床主軸剛性、降低刀具的耐（nài）用度。如果減少背吃刀（dāo）量，又會使（shǐ）生（shēng）產效率大打折扣。不過，在數控加工中都是高速銑削，可以克服這一難題。在減少背吃刀量的（de）同時，隻要相應地（dì）增大進給，提高（gāo）機床的轉速，就可以降低切削力，同時保（bǎo）證加工效率。　　　　(4)走刀順序也要講究。粗加工強（qiáng）調的是（shì）提高加工效率，追求單位（wèi）時間內（nèi）的切除率，一般（bān）可采用逆銑。即以*快的（de）速度、*短的時間切除毛坯表麵的多餘材料，基本（běn）形成精加工所要求的幾何輪廓。而精加（jiā）工所強調的（de）是高精度高質量，宜采（cǎi）用順銑。因為順銑（xǐ）時刀齒的切削（xuē）厚（hòu）度從（cóng）*大逐漸遞減至零，加工硬化程度大為減輕，同時減（jiǎn）輕零（líng）件的變形程度。　　　　(5)薄壁工（gōng）件在加工時由於裝夾產生變形，即使精加工也是難以避免的。為使工件變形減小到*低（dī）限度，可（kě）以在精加工即將達到*後尺（chǐ）寸之前，把壓緊件鬆一下，使（shǐ）工件自由恢複（fù）到（dào）原（yuán）狀，然後（hòu）再輕微壓緊，以剛能夾住工（gōng）件為準(完全憑手感)，這樣可以獲得理（lǐ）想的加工效果。總之（zhī），夾緊力的作用點*好在支承麵上，夾緊力應作用在工件剛性好的方向（xiàng），在（zài）保證工件不鬆（sōng）動的前提下，夾緊力越小越好。　　　　(6)在加工帶型腔（qiāng）零件時，加工型腔時盡量不要讓銑刀（dāo）像鑽頭似的直接向下紮入零（líng）件，導致銑刀容屑空間不夠，排屑不順暢，造成零件過熱、膨脹以及崩刀、斷刀等不利（lì）現象。要先用與銑刀同尺寸或大一（yī）號的鑽頭鑽下刀（dāo）孔，再用銑刀銑削。或者，可以用CAM軟件生產螺旋（xuán）下刀程序。　　　　影響（xiǎng）鋁（lǚ）件加工精度和表麵質量的主要因素是該類零件（jiàn）加（jiā）工過（guò）程中（zhōng）容易發生變形現象，這需要操作者具（jù）備一定的操作經驗和技巧。東莞市草莓视频在线智控有（yǒu）限公司是一家股份製公司，旗下有 眾（zhòng）創為智控科技有限公司，景哲機電有限公司，子帆機床服務公司 ，專注於數控設備的生產'，銷售，研發（fā），整機（jī）配套，和代工服務為一體的（de）高薪技術企業。