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?佛山精密通信殼體加工之鋁合金零件的加工變形原因


佛山精密通信殼體加工之鋁合金零件的加工變形原因

由于鋁合金零件材料熱膨脹系數較大,薄壁加工過程中很容易變形。尤其是在采用自由鍛毛坯時,加工余量大,變形問題更為突出。

1、加工變形的原因
鋁合金零件加工變形的原因很多,與材質、零件形狀、生產條件、切削液的性能等都有關系。主要有以下幾個方面:毛坯內應力引起的變形,切削力、切削熱引起的變形,夾緊力引起的變形。

2、減少加工變形的工藝措施
(1)降低毛坯的內應力
采用自然或人工時效以及振動處理,均可部分消除毛坯的內應力。預先加工也是行之有效的工藝方法。對肥頭大耳的毛坯,由于余量大,故加工后變形也大。若預先加工掉毛坯的多余部分,縮小各部分的余量,不僅可以減少以后工序的加工變形,而且預先加工后放置一段時間,還可以釋放一部分內應力。

(2)改善刀具的切削能力
刀具的材料、幾何參數對切削力、切削熱有重要的影響,正確選擇刀具,對減少零件加工變形至關重要。

1)合理選擇刀具幾何參數。
前角:在保持刀刃強度的條件下,前角適當選擇大一些,一方面可以磨出鋒利的刃口,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度。切忌使用負前角刀具。
后角:后角大小對后刀面磨損及加工表面質量有直接的影響。切削厚度是選擇后角的重要條件。粗銑時,由于進給量大,切削負荷重,發熱量大,要求刀具散熱條件好,因此,后角應選擇小一些。精銑時,要求刃口鋒利,減輕后刀面與加工表面的摩擦,減小彈性變形,因此,后角應選擇大一些。
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些。
主偏角:適當減小主偏角可以改善散熱條件,使加工區的平均溫度下降。

2)改善刀具結構。
減少銑刀齒數,加大容屑空間。由于鋁合金材料塑性較大,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以下的銑刀采用兩個刀齒;φ30-φ60mm的銑刀采用三個刀齒較好,以避免因切屑堵塞而引起薄壁鋁合金零件的變形。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、后面輕輕磨幾下,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。

3)嚴格控制刀具的磨損標準:
刀具磨損后,工件表面粗糙度值增加,切削溫度上升,工件變形隨之增加。因此,除選用耐磨性好的刀具材料外,刀具磨損標準不應該大于0.2mm,否則容易產生積屑瘤。切削時,工件的溫度一般不要超過100℃,以防止變形。

4)改善工件的夾裝方法。
對于剛性較差的薄壁鋁合金工件,可以采用以下的夾裝方法,以減少變形:
對于薄壁襯套類零件,如果用三爪自定心卡盤或彈簧夾頭從徑向夾緊,加工后一旦松開,工件必然發生變形。此時,應該利用剛性較好的軸向端面壓緊的方法。以零件內孔定位,自制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面再用螺帽背緊。加工外圓時就可避免夾緊變形,從而得到滿意的加工精度。

對薄壁薄板工件進行加工時,最好選用真空吸盤,以獲得分布均勻的夾緊力,再以較小的切削用量來加工,可以很好地防止工件變形。

另外,還可以使用填塞法。為增加薄壁工件的工藝剛性,可在工件內部填充介質,以減少裝夾和切削過程中工件達變形。例如,向工件內灌入含3%-6%硝酸鉀的尿素熔融物,加工以后,將工件浸入水或酒精中,就可以將該填充物溶解倒出。

以上就是佛山精密通信殼體加工之鋁合金零件的加工變形原因,希望能對大家有所幫助。
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