鋁合金加工中避免零件變形的7種方法

　　鋁合金是重要的工業(yè)原料。由于其硬度相對較小，熱膨脹系數(shù)較大，在薄壁、薄板類零件的機械加工中容易發(fā)生變形。除了改善刀具性能以及預先采用時效處理消除材料的內應力之外，從加工工藝的角度，也可以采取一些手段，盡可能減少材料的加工變形。

　　對于加工余量較大的鋁合金零件，為了創(chuàng)造較好的散熱條件，減少熱變形，必須盡量避免熱量過于集中，可以采取的方法就是對稱加工。舉例來說，有一塊90毫米厚的鋁合金板，需要將其銑削至60毫米厚，如果銑好一面之后立即翻過來銑另一面，由于每個面都是一次加工到最后的尺寸，連續(xù)加工余量較大，就會造成熱量集中的問題，這樣銑削好的鋁合金板平面度只能達到5毫米。如果采用兩面反復進刀的對稱加工方法，使每個面都至少分兩次加工，直到達到最后的尺寸，這樣有利于散熱，平面度可以控制在0.3毫米。

　　▌ 分層多次加工法

　　當鋁合金板類零件上有多個型腔需要加工時，如果采用一個型腔一個型腔依次加工的方法，就容易使型腔壁由于受力不均勻而纏上變形。最好的解決方法是采取分層多次加工法，即同時對所有型腔進行加工，但不是一次加工完成，而是分若干個層次，逐層加工到需要的尺寸。這樣零件受力會比較均勻，變形的幾率較小。

　　▌ 恰當選擇切削用量

　　選擇恰當?shù)那邢饔昧靠梢杂行p少切削過程中的切削力和切削熱。機械加工過程中，切削用量偏大會導致一次走刀的切削力過大，極易造成零件的變形，而且對機床主軸剛性和刀具的耐用度都會造成影響。在切削用量的各個要素中，對切削力影響最大的就是背吃刀量。按說減小背吃刀量有利于保證零件不變形，但同時又會降低加工效率。數(shù)控加工的高速銑削能夠解決這一問題，只需要在減小背吃刀量的同時，相應地增大進給量，并提高機床的轉速，就可以既降低切削力，又能夠保證加工效率。

　　▌ 改善刀具的切削能力

　　刀具的材料、幾何參數(shù)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。

　?、?合理選擇刀具幾何參數(shù)。

　　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(fā)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(wěn)，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(qū)的平均溫度下降。

　?、?改善刀具結構。

　　減少銑刀齒數(shù)，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(shù)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。

　　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。