鋁件加工不得不知(zhī)的技巧

鋁(lǚ)件零件加工變形的(de)原因很多，與材質、零件形狀、生産條件等(děng)都有關系。主要(yào)有以(yǐ)下幾個方面：毛坯内應力引起的變形，切削(xuē)力、切削熱(rè)引起的變(biàn)形，夾緊力引起的變形。

一、減少加工變(biàn)形的工藝措施

1 降低毛坯内應(yīng)力

采用自然或人工時效以及振動(dòng)處理，均可部分消除毛坯的内應力。預先加工也是行之(zhī)有效的工藝方法。對肥頭大耳(ěr)的毛坯，由(yóu)于餘量大，故加工後(hòu)變形也大。若預先加工掉毛坯(pī)的多餘部分(fèn)，縮(suō)小各部分的餘量，不(bú)僅可以(yǐ)減少以後工序的加工變(biàn)形，而且預先加(jiā)工後放(fàng)置一段時間，還可以釋放一部分内應力。

2 改善刀具的切削能力(lì)

刀具的材料、幾何參數對切削力、切削(xuē)熱有重要的影響(xiǎng)，正确選擇刀具，對減少零件加工變形至關重要。

（ 1 ）合(hé)理選擇刀具幾何參數。

① 前角：在保(bǎo)持刀刃強度的條件(jiàn)下，前角适當選擇大一些，一方面可(kě)以磨(mó)出鋒利的刃口，另外可以減少切削變形，使排屑順利，進而降低切削力和切削溫(wēn)度(dù)。切忌使用負前角刀具(jù)。

② 後角：後角大小(xiǎo)對後刀面磨損及加工表面質量有直接(jiē)的影響。切削(xuē)厚度是選擇後角(jiǎo)的重要條件。粗銑時，由于進給量大，切削負荷重，發熱量大，要求刀具散熱條(tiáo)件好，因此，後角應選擇小一些。精銑時，要求刃口鋒(fēng)利，減輕後(hòu)刀面與加(jiā)工表面的摩擦，減小彈性變(biàn)形，因此(cǐ)，後角應選擇大一些。

③ 螺(luó)旋角(jiǎo)：爲(wèi)使銑削平穩，降低銑削力，螺旋角(jiǎo)應盡可能選擇大一些。

④ 主偏(piān)角：适當減小主偏角可以(yǐ)改善(shàn)散熱條件，使加工區的平均溫(wēn)度下降。

（ 2 ）改(gǎi)善刀具結構。

① 減少銑(xǐ)刀齒數，加大容屑空間。由于鋁(lǚ)件材料塑性較大，加工中切削變形較(jiào)大(dà)，需要較大的容屑空(kōng)間，因此容屑槽(cáo)底半徑應該較大、銑刀齒數(shù)較少爲(wèi)好。

② 精磨刀齒。刀齒切削刃部的粗糙度值要小于 Ra=0.4um 。在使用新刀之前，應該用細油石在刀齒前、後面輕輕磨幾下，以(yǐ)消除刃磨刀齒時(shí)殘(cán)留的毛刺及輕(qīng)微的(de)鋸(jù)齒紋(wén)。這樣，不但可以降(jiàng)低切削熱而且(qiě)切削變(biàn)形(xíng)也比較小。

③ 嚴格(gé)控制刀具的磨損标準。刀具磨損後，工件表面粗(cū)糙度值增加，切削溫度上升，工件變形随之增加(jiā)。因此，除選用耐磨性好的刀具材料外，刀(dāo)具磨損标準不應該大(dà)于 0.2mm ，否(fǒu)則容易産生積屑瘤。切(qiē)削時，工件的溫度一般不(bú)要超(chāo)過 100 ℃ ，以防止變形。

3 改善工件的夾裝方法

對于剛性較差的薄壁(bì)鋁件工件，可以采用以下(xià)的夾(jiá)裝方法，以減少變形：

① 對于薄壁(bì)襯套類零件，如果用三爪自定心卡盤或彈簧夾頭從徑向夾(jiá)緊，加工後(hòu)一旦(dàn)松開，工件必然(rán)發生變形。此時，應該利用剛性較好的軸向端面壓緊的方法(fǎ)。以零(líng)件内孔定位(wèi)，自制一個帶螺紋的穿心軸，套入零件的内孔(kǒng)，其上用一個蓋闆壓緊端面(miàn)再用螺帽背緊。加工(gōng)外圓(yuán)時就可避免夾緊變形，從而得到滿意的加工精(jīng)度。

② 對薄壁(bì)薄闆工(gōng)件進行加工時，最好選用真空吸盤，以獲得分布均勻(yún)的夾緊力，再以較(jiào)小的(de)切削用量來加工，可以(yǐ)很好地防止工件變形。

另外，還(hái)可以使用填(tián)塞法。爲增加薄壁工件的工藝剛(gāng)性，可在工件内部填充介質，以減少裝夾和切削過程中工件達變形。例如，向工件内灌入含(hán) 3% ～ 6% 硝酸鉀(jiǎ)的尿素熔融物，加工以後，将工件浸入水或酒精中，就可以将(jiāng)該填充物溶解(jiě)倒出(chū)。

4 合理安(ān)排工序

高速切削時，由于加(jiā)工餘量大以及斷續切削，因此銑削過程往往(wǎng)産生振(zhèn)動，影響加工(gōng)精度和表面粗糙度(dù)。所以，數控(kòng)高速切削(xuē)加工工藝過程一般可分爲：粗加工 — 半精加工 — 清角加(jiā)工 — 精加工等工序。對于精度要求高(gāo)的零件(jiàn)，有時需要進行二次半精加工，然後再進行精加工。粗加工之(zhī)後，零件(jiàn)可以自然冷卻，消除粗加工産(chǎn)生的内應力，減小(xiǎo)變形。粗加工之後留下的餘量應大于變形量，一般爲(wèi) 1 ～ 2mm 。精加工時，零件精加工表面要保持均勻的(de)加工餘量(liàng)，一般以 0.2 ～ 0.5mm 爲宜，使(shǐ)刀具在加工過程中處于平穩的狀态，可以大大減(jiǎn)少(shǎo)切(qiē)削變形，獲得良好的表面(miàn)加工質量，保證産品的精度。

二、減小加工變形(xíng)的操作技巧

鋁件材料的零件在加工(gōng)過程中變形(xíng)，除了上述的原因之外，在實際操作(zuò)中(zhōng)，操作方法也是非(fēi)常重要的。

1 、對于加工(gōng)餘量大的零件，爲使其在加工過程中有(yǒu)比較好的散熱條件，避免熱量集中，加工時，宜(yí)采用對(duì)稱加工。如有一塊 90mm 厚的闆料需要加工到(dào) 60mm ，若銑好一面後立(lì)即銑削另(lìng)一面，一次加工到最後尺寸，則平面度達(dá) 5mm ；若采用反複進(jìn)刀對稱加工，每一面分兩次加工到最後尺寸(cùn)，可保證平(píng)面度達到 0.3mm 。

2 、如果闆材零件(jiàn)上有多個型腔，加工時，不宜采用一個型腔一(yī)個型腔的次序加工方法(fǎ)，這樣容易造成零件受力不均勻而(ér)産生變(biàn)形。采用分層(céng)多次加工(gōng)，每一(yī)層盡量同時加(jiā)工(gōng)到所有的型腔，然後再加工下一個層次，使零件均勻(yún)受力，減小變(biàn)形(xíng)。

3 、通(tōng)過改變切削用量(liàng)來減少切削力、切削熱。在切削用量的三要素中，背吃刀量對(duì)切削力的影響很大。如果加工餘(yú)量太大，一次(cì)走刀的切削力太大，不僅(jǐn)會使零件變形，而且還會影響(xiǎng)機床主軸剛性、降低刀具的耐用(yòng)度。如果減少背吃(chī)刀量，又會(huì)使生産效率大打折扣。不過，在數控加工中都是高速銑削，可(kě)以克服這一難(nán)題。在減少背吃刀量(liàng)的同(tóng)時，隻要相應(yīng)地增大(dà)進給，提高機床的轉(zhuǎn)速，就可(kě)以(yǐ)降低切削力，同(tóng)時保證加工效率。

4 、走刀順(shùn)序也要講(jiǎng)究。粗加工強調的是提高加工效(xiào)率，追求(qiú)單位時間内的切除(chú)率，一般可采用逆銑(xǐ)。即以最快(kuài)的速度、最短的時間切除毛坯表面的多餘材(cái)料，基(jī)本形成精加工所要求的幾何輪廓。而精加工所強(qiáng)調的是高精度高質(zhì)量，宜采(cǎi)用順銑。因爲順銑時刀齒的(de)切削(xuē)厚度從最大逐漸遞減至零，加工硬化程度大爲減輕，同時減(jiǎn)輕零件的變形程度。

5 、薄壁工件在加工時由于裝夾産生變形，即使精加工也是難(nán)以(yǐ)避免的(de)。爲使工(gōng)件變形減小到最低限度，可以在(zài)精加工即将達(dá)到最後尺寸之前，把壓緊件松一下，使工件自由恢複到原狀(zhuàng)，然後再輕(qīng)微壓緊，以剛能夾(jiá)住工件(jiàn)爲準（完全憑手(shǒu)感），這樣(yàng)可以獲(huò)得理想的(de)加工效果。總之，夾緊力的(de)作用點最好在支承面上，夾緊力應作用在工件剛(gāng)性(xìng)好的方向，在保證(zhèng)工件(jiàn)不松動的(de)前提下，夾緊力越小越好。

6 、在加工帶型腔(qiāng)零件時，加工(gōng)型腔時盡量不要讓銑刀像鑽頭似的直接向下紮入零件，導緻銑刀容屑空間不夠，排屑(xiè)不順暢，造(zào)成零件過熱、膨(péng)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号(hào)的鑽頭鑽下刀孔，再用銑刀銑削。或者(zhě)，可以用 CAM 軟件生産螺旋下刀程序。

影響鋁件加工精(jīng)度和表面質量的主要因素是該類零件加工過程中容易發生變形現象，這需要操作者具備一定的操作(zuò)經驗和技巧。