铝合金是重要的工业原料。由于其硬度相对较小,热胀大系数较大,在薄壁、薄板类零件的机械加工中简单发作变形。除了改进小型加工中心刀具功能以及预先选用时效处理消除资料的内应力之外,从加工工艺的视点,也能够采纳一些手法,尽可能削减资料的加工变形。
关于加工余量较大的铝合金零件,为了发明较好的散热条件,削减热变形,有必要尽量避免热量过于会集,能够采纳的办法就是对称加工。举例来说,有一块90毫米厚的铝合金板,需求将其铣削至60毫米厚,假如铣好一面之后当即翻过来铣另一面,由于每个面都是一次加工到最终的尺度,接连加工余量较大,就会构成热量会集的问题,这样铣削好的铝合金板平面度只能到达5毫米。假如选用双面重复进刀的对称加工办法,使每个面都至少分两次加工,直到到达最终的尺度,这样有利于散热,平面度能够控制在0.3毫米。
当铝合金板类零件上有多个型腔需求加工时,假如选用一个型腔一个型腔顺次加工的办法,就简单使型腔壁由于受力不均匀而缠上变形。最好的处理办法是采纳分层屡次加工法,即一起对一切型腔进行加工,但不是一次加工完结,而是分若干个层次,逐层加工到需求的尺度。这样零件受力会比较均匀,变形的几率较小。
挑选恰当的切削用量能够有用削减切削过程中的切削力和切削热。机械加工过程中,切削用量偏大会导致一次走刀的切削力过大,极易构成零件的变形,而且对机床主轴刚性和刀具的耐用度都会构成影响。在切削用量的各个要素中,对切削力影响最大的就是背吃刀量。按说减小背吃刀量有利于确保零件不变形,但一起又会下降加工功率。数控加工的高速铣削能够处理这一问题,只需求在减小背吃刀量的一起,相应地增大进给量,并进步机床的转速,就能够既下降切削力,又能够确保加工功率。
刀具的资料、几许参数对切削力、切削热有重要的影响,正确挑选小型加工中心刀具,对削减零件加工变形至关重要。
① 合理挑选刀具几许参数。
前角:在坚持刀刃强度的条件下,前角恰当挑选大一些,一方面能够磨出尖利的刃口,别的能够削减切削变形,使排屑顺畅,进而下降切削力和切削温度。切忌运用负前角刀具。
后角:后角巨细对后刀面磨损及加工外表质量有直接的影响。切削厚度是挑选后角的重要条件。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,因而,后角应挑选小一些。精铣时,要求刃口尖利,减轻后刀面与加工外表的冲突,减小弹性变形,因而,后角应挑选大一些。
① 合理挑选刀具几许参数。
前角:在坚持刀刃强度的条件下,前角恰当挑选大一些,一方面能够磨出尖利的刃口,别的能够削减切削变形,使排屑顺畅,进而下降切削力和切削温度。切忌运用负前角刀具。
后角:后角巨细对后刀面磨损及加工外表质量有直接的影响。切削厚度是挑选后角的重要条件。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,因而,后角应挑选小一些。精铣时,要求刃口尖利,减轻后刀面与加工外表的冲突,减小弹性变形,因而,后角应挑选大一些。
主偏角:恰当减小主偏角能够改进散热条件,使加工区的平均温度下降。
② 改进小型加工中心刀具结构。
削减铣刀齿数,加大容屑空间。由于铝合金资料塑性较大,加工中切削变形较大,需求较大的容屑空间,因而容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。例如,φ20mm以下的铣刀选用两个刀齿;φ30~φ60mm的铣刀选用三个刀齿较好,以避免因切屑阻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。在运用新刀之前,应该用细油石在刀齿前、后边悄悄磨几下,以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及细微的锯齿纹。这样,不光能够下降切削热而且切削变形也比较小。
严格控制刀具的磨损规范:刀具磨损后,工件外表粗糙度值添加,切削温度上升,工件变形随之添加。因而,除选用耐磨性好的刀具资料外,刀具磨损规范不应该大于0.2mm,不然简单发作积屑瘤。切削时,工件的温度一般不要超越100℃,以避免变形。
削减铣刀齿数,加大容屑空间。由于铝合金资料塑性较大,加工中切削变形较大,需求较大的容屑空间,因而容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。例如,φ20mm以下的铣刀选用两个刀齿;φ30~φ60mm的铣刀选用三个刀齿较好,以避免因切屑阻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。在运用新刀之前,应该用细油石在刀齿前、后边悄悄磨几下,以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及细微的锯齿纹。这样,不光能够下降切削热而且切削变形也比较小。
严格控制刀具的磨损规范:刀具磨损后,工件外表粗糙度值添加,切削温度上升,工件变形随之添加。因而,除选用耐磨性好的刀具资料外,刀具磨损规范不应该大于0.2mm,不然简单发作积屑瘤。切削时,工件的温度一般不要超越100℃,以避免变形。
小型加工中心粗加工和精加工应该选用不同的走刀次序。小型加工中心粗加工要求以最快的切削速度,在最短的时间内切除毛坯外表的剩余资料,构成精加工所要求的几许概括。因而着重的是加工功率,寻求单位时间内的资料切除率,应该运用逆铣。而精加工对加工精度和外表质量要求更高,着重加工质量,应该运用顺铣。由于顺铣时刀齿的切削厚度从最大逐步递减为零,会大大削减加工硬化现象,而且对零件的变形也有必定程度的抑制作用。
在加工铝合金薄壁件时,装夹时的压紧力也是发作变形的一个重要原因,这是即使进步加工精度也难以避免的。为了下降工件由于装夹而发作的变形,能够在精加工到达最终尺度之前,将压紧的零件松一下,开释压紧力,使零件自在康复到原状,然后再从头细微压紧。二次压紧的作用点最好在支承面上,夹紧力应作用在工件刚性好的方向,压紧力巨细以刚能夹住工件不发作松动为准,这关于操作人员的经历和手感有较高的要求。这样加工出的零件压紧变形是较小的。
在加工带型腔的零件时,假如用铣刀直接向下扎入零件会由于铣刀的容屑空间缺乏而构成排屑不畅,然后导致零件堆集很多的切削热,并发作胀大变形,甚至有可能构成崩刀、断刀等事端。最好的办法是先钻后铣,即先是用尺度不小于铣刀的钻头钻出刀孔,再用铣刀伸入刀孔开端铣削,这样能够有用处理上面说到的问题。