在数控加工铝合金一直是我们比较头疼的事情,为什么铝合金加工中易变形呢?我们应该怎么办?
一、降低毛坯的内应力
大家应该都知道,铸造出的毛坯,由于余量大,故加工后变形也大。所以每次加工时的铝合金采用自然或人工时效以及振动处理,可以放置一段时间或者是预先加工均可消除毛坯的内应力。
二、改善刀具的切削能力
(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,另
可以减少切削变形,使排屑顺利,进而降低切削力和切削温度,切忌使用负前角刀具。
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重要条件。粗铣时,由于进给量大,切削负荷重,发热量大,要求刀具散热条件好,因此,后角应选择小一些。
精铣时:要求刃口锋利,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,降低铣削力,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善散热条件,使加工区的平均温度下降。
(2)改善刀具结构
由于铝件材料塑性较大,加工中切削变形较大,需要较大的容屑空间,因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好,以避免因屑堵塞而引起薄壁铝件零件的变形。
精磨刀齿:刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在使用新刀之前,应该用细油石
刀齿前、后面轻轻磨几下,以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。
严格控制刀具的磨损标准: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,否则容易产生积屑瘤。切削时,工件的温度一般不要超过100℃,以防止变形。
三、改善工件的夹装方法
在普通零件的加工过程中,装夹方式通常采用台虎钳装夹,对于圆形零件,也可以采用卡盘装夹的方式,无论是台虎钳装夹还是卡盘装夹都会不同程度产生装夹应力。装夹应力和零件卸下后的弹性恢复会使零件产生一定的变形。在粗加工阶段,由于只是去除多余的材料,可以采用台虎钳装夹。
此外,也可以利用刚性较好的轴向端面压紧的方法。以零件内孔定位,自制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背紧。加工外圆时就可避免夹紧变形,从而得到满意的加工精度。
而对薄壁薄板工件进行加工时,最常用的方法,就是在工件内部填充介质,以减少装夹和切削过程中工件达变形。
还可以选用真空吸盘,以获得分布均匀的夹紧力,再以较小的切削用量来加工,可以很好地防止工件变形。
然后最后工序可增加一套整形压平模具,这是很多公司最普遍的用法。
四、合理安排工序。
高速切削时,由于加工余量大以及断续切削,因此铣削过程往往产生振动,影响加工精度和表面粗糙度。
所以,数控高速切削加工工艺过程一般可分为:粗加工-半精加工-清角加工-精加工等工序。
对于精度要求高的零件,有时需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,消除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,一般为1~2mm。
精加工时,零件精加工表面要保持均匀的加工余量,一般以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,获得良好的表面加工质量,保证产品的精度。
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