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铝合金加工中避免零件变形有哪的7种方法

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铝合金加工中避免零件变形有哪的7种方法

2023-04-11 11:14:32

铝合金作为一种轻质、高强度的材料,在现代制造业中应用广泛,尤其在航空、汽车、电子等领域中的应用更是不可替代。

       然而,在铝合金加工过程中,可能会出现零件变形的问题,影响产物的质量和使用寿命。因此,了解如何避免铝合金零件变形,对于生产过程的稳定性和产物的质量具有重要意义。铝合金是重要的工业原料。由于其硬度相对较小,热膨胀系数较大,在薄壁、薄板类零件的机械加工中容易发生变。

铝合金加工中避免零件变形有哪的7种方法(图1)

  以下是铝合金加工中避免零件变形的7种方法:

1.设定合适的加工参数,改善刀具的切削能力

  在加工铝合金时,应根据所选材料和加工方式设定合适的加工参数。例如热处理温度、加工速度、工具的材质和寿命等,这些参数的设定会影响到零件的形状和尺寸。因此,只有在设定合适的加工参数的情况下,才能够更好地避免铝合金零件的变形。

  改善刀具的切削能力

  刀具的材料、几何参数对切削力、切削热有重要的影响,正确选择刀具,对减少零件加工变形至关重要。

  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,另外可以减少切削变形,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。

  减少铣刀齿数,加大容屑空间。由于铝合金材料塑性较大,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。例如,φ20尘尘以下的铣刀采用两个刀齿;φ30~φ60尘尘的铣刀采用叁个刀齿较好,以避免因切屑堵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搁补=0.4耻尘。在使用新刀之"前,应该用细油石在刀齿前、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。这样,不但可以降低切削热而且切削变形也比较小。

  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0.2尘尘,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。

2.保证加工精度

  保证加工精度是避免铝合金零件变形的重要措施之"一。因为如果加工精度不够,就会导致零件的形状和尺寸发生变化,从而影响产物的质量。因此,在加工铝合金零件时,应根据工作标准和加工要求保证加工精度。 粗加工和精加工应该采用不同的走刀顺序。粗加工要求以最快的切削速度,在最短的时间内切除毛坯表面的多余材料,形成精加工所要求的几何轮廓。因此强调的是加工效率,追求单位时间内的材料切除率,应该使用逆铣。而精加工对加工精度和表面质量要求更高,强调加工质量,应该使用顺铣。由于顺铣时刀齿的切削厚度从最大逐渐递减为零,会大大减少加工硬化现象,并且对零件的变形也有一定程度的抑制作用。

3.选择合适的夹具,薄壁件二次压紧

  在加工铝合金零件时,应选择合适的夹具,使零件在加工过程中保持稳定。因为如果夹具不稳定,就会导致零件变形,从而影响产物的质量。因此,在选择夹具时,应根据零件的形状和尺寸来选择合适的夹具。在加工铝合金薄壁件时,装夹时的压紧力也是产生变形的一个重要原因,这是即便提高加工精度也难以避免的。为了降低工件由于装夹而产生的变形,可以在精加工达到最后尺寸之"前,将压紧的零件松一下,释放压紧力,使零件自由恢复到原状,然后再重新轻微压紧。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,压紧力大小以刚能夹住工件不发生松动为准,这对于操作人员的经验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。

4.采用合适的冷却方式

  在加工铝合金零件时,应采用合适的冷却方式。因为如果冷却方式不合适,就会导致零件的变形,从而影响产物的质量。因此,在加工铝合金零件时,应根据加工要求和材料特性选择合适的冷却方式。

5.避免过度加热

  在加工铝合金零件时,应避免过度加热。因为过度加热会导致零件的变形,从而影响产物的质量。因此,在加工铝合金零件时,应根据加工要求和材料特性选择合适的加热温度和时间。

6.避免机床振动

  在加工铝合金零件时,应避免机床振动。因为机床振动会导致零件的变形,从而影响产物的质量。因此,在加工铝合金零件时,应根据加工要求和材料特性选择合适的机床和加工方式。

7.分层多次加工法及进行后续热处理

  当铝合金板类零件上有多个型腔需要加工时,如果采用一个型腔一个型腔依次加工的方法,就容易使型腔壁由于受力不均匀而缠上变形。最好的解决方法是采取分层多次加工法,即同时对所有型腔进行加工,但不是一次加工完成,而是分若干个层次,逐层加工到需要的尺寸。这样零件受力会比较均匀,变形的几率较小。

  在加工铝合金零件后,应进行后续热处理。因为后续热处理可以消除零件的残余应力,从而减少零件的变形,同时还可以改善零件的性能和质量。因此,在加工铝合金零件后,应根据加工要求和材料特性选择合适的热处理方式。

铝合金加工中避免零件变形有哪的7种方法(图2)

铝合金加工中避免零件变形总结

  铝合金零件变形会影响产物的质量和使用寿命,因此,了解如何避免铝合金零件变形,对于生产过程的稳定性和产物的质量具有重要意义。本文介绍了7种避免铝合金零件变形的方法,包括设定合适的加工参数、保证加工精度、选择合适的夹具、采用合适的冷却方式、避免过度加热、避免机床振动和进行后续热处理。

  铝合金是重要的工业原料。由于其硬度相对较小,热膨胀系数较大,在薄壁、薄板类零件的机械加工中容易发生变形。除了改善刀具性能以及预先采用时效处理消除材料的内应力之"外,从加工工艺的角度,也可以采取一些手段,尽可能减少材料的加工变形。希望本文能够为加工铝合金零件的生产者提供一些参考和帮助。

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