加工中心做鋁件變性怎么辦？這里的“變性”應(yīng)該是“變形”。鋁材料在航空航航天、新能源汽車、摩托車、機(jī)械制造、船舶等有廣泛應(yīng)用。鋁材料由于其硬度小、熱收縮系數(shù)大，容易在加工薄壁、薄板的時(shí)候發(fā)生變形現(xiàn)象，造成鋁產(chǎn)品不合格甚至是報(bào)廢，浪費(fèi)材料。因此需要對變形問題采取相關(guān)措施。今天
哈思孚HASSFULL就來說下“加工中心做鋁件變性怎么辦”吧。
加工中心做鋁件變性的解決指導(dǎo)思路？
1、要依據(jù)被加工零件的形狀、剛性和強(qiáng)度來確定夾緊方式。
2、
鋁加工中心加工鋁鑄件毛坯的時(shí)候，粗加工、精加工分開，重點(diǎn)關(guān)注人工時(shí)效措施，消除冷熱加工應(yīng)力對控制變形的作用。
3、鋁加工中心的高速切削是解決鋁件加工變形的重要方法。
4、鋁加工中心加工的時(shí)候，需要對鋁進(jìn)行冷卻，減少切削熱對鋁工件變形的影響。
加工中心做鋁件變性問題的具體分析？
1、正確施加夾緊力方向控制變形：哈思孚HASSFULL說，無論什么材料零件，在力的作用下都會發(fā)生變形現(xiàn)象，只是變形程度問題。所以我們采用夾具固定材料的方式保證加工過程中工件不產(chǎn)生位移。
舉例如下：
6082鋁合金薄板類零件，結(jié)構(gòu)如圖1。
6082鋁合金薄板類零件結(jié)構(gòu)示意圖
哈思孚HASSFULL從結(jié)構(gòu)上分析容易產(chǎn)生變形，還要控制好平面度0.1mm的公差要求，這個(gè)難度當(dāng)然更大了。我們首先采取平口虎鉗夾緊工件加工方式，流程：下料（板料厚度為δ7）→粗銑→半精銑一精銑腔→精銑4—R4.5臺。精銑兩次裝夾鋁件加工之后，零件平面度有80％達(dá)不到要求。經(jīng)過分析得知，產(chǎn)生變形的原因是由于夾緊力的施力方向。我們采用平口虎鉗夾緊，夾緊力施加于工件側(cè)面，易產(chǎn)生撓曲變形現(xiàn)象，并且由于操作者不同，夾緊力大小也不相同，因此產(chǎn)生撓曲變形的大小也隨之變化。改變夾緊力的作用方向使之作用于工件的底平面應(yīng)該是減小變形的最佳辦法。接著，我們利用該零件上的4—Φ5.5孔作為夾緊施力點(diǎn)，粗銑平面和四邊后，按產(chǎn)品尺寸要求在4—Φ5.5位置做4—M5螺紋，通過4個(gè)M5的螺釘將工件裝夾于夾具上進(jìn)行其他尺寸加工，最后將4—M5螺紋孔加工到4—Φ5.5,裝夾如下圖2所示，改進(jìn)后工藝流程：下料→粗銑→去應(yīng)力（人工時(shí)效）→半精銑（此工序同時(shí)加工4—M5為4—Φ5.5)。批量加工驗(yàn)證，平面度100％合格，基本控制在0.06mm以內(nèi)，精度提高1倍。
裝夾示意圖
2、粗加工、精加工分開，利用加工余量控制材料變形：切削原理中，切削過程中一次走刀去除金屬材料的體積越多，產(chǎn)生的切削力越大。
切削力作用于零件產(chǎn)生加工應(yīng)力，夾緊狀態(tài)下，加工應(yīng)力和夾緊力保持平衡，鋁工件不會發(fā)生變形現(xiàn)象，但是當(dāng)松開鋁工件，夾緊力消失，殘存于工件內(nèi)部的加工應(yīng)力得到釋放，從而引起鋁件加工變形問題。切削力越是大，產(chǎn)生的殘余加工應(yīng)力也就越大，對控制鋁工件的變形越不利。為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，往往希望一次走刀加工去除更多的金屬材料體積。因此，為克服切削力產(chǎn)生的加工應(yīng)力變形，哈思孚HASSFULL認(rèn)為，粗、精加工分開是有必要的。
我們以圖1零件為例子，我們粗加工、精加工沒有分開的話，那么即使用了螺釘夾緊的方式，一次將工件腔內(nèi)、外全部完成，仍然不能很好克服鋁工件變形。采取粗加工、精加工分開，是為了減小精加工過程中的切削力，進(jìn)而減小殘余加工應(yīng)力對工件變形的影響，這是通過控制加工余量達(dá)到的。大的加工余片盡量分配到粗加工工序中，與此同時(shí)，粗、精加工工序分開，多了一次工件裝夾，又釋放了一次夾緊應(yīng)力，等同于短時(shí)間內(nèi)的自然時(shí)效過程。對鋁件加工而言，粗、精加工工序分開更是必不可少的，那種一次裝夾完成所有加工內(nèi)容的情況極少用于薄壁件的加工。
3、增加人工時(shí)效控制變形：熱加工應(yīng)力和機(jī)械加工應(yīng)力是鋁及鋁合金零件產(chǎn)生變形不可忽視的因素。以鑄鋁狀態(tài)存在的零件，根據(jù)產(chǎn)品性能要求，需要熱處理過程。鑄件毛坯未進(jìn)行機(jī)械加工前，零件內(nèi)部應(yīng)力處于平衡狀態(tài)，局部或全部毛坯表面經(jīng)過機(jī)械加工后，
由于殘余熱應(yīng)力的存在，原來的平衡被打破，在切削應(yīng)力的作用下建立起新的平衡，這個(gè)過程必然伴隨應(yīng)力釋放，致使零件產(chǎn)生變形。無論是熱加工應(yīng)力還是冷加工應(yīng)力，它們的存在對控制零件的變形都是不利因索，消除這兩種應(yīng)力最有效的辦法是通過自然時(shí)效和人工時(shí)效，自然時(shí)效因?yàn)槠渲芷陂L且經(jīng)濟(jì)效益差而通常被人工時(shí)效所替代。圖3是用于船舶裝備的某零件，該件材料為ZL424,毛坯進(jìn)行熱處理強(qiáng)化和人工時(shí)效處理。
船舶裝備零件結(jié)構(gòu)示意圖
從圖中分析，該件仍然屬于薄壁板類零件，而且結(jié)構(gòu)上更為復(fù)雜，而其精度要求更高，特別是平面度0.04的要求，對機(jī)械加工而言難度極大。在分析該件的機(jī)械加工過程時(shí),考慮夾緊力施力方向的作用影響、切削力的影響以及冷熱加工應(yīng)力的影響，根據(jù)以往的控制鋁合金零件加工變形的工藝技術(shù)，在試制過程中制定工藝方案時(shí)，考慮在粗加工、半精加工后增加兩次人工時(shí)效過程來消除冷、熱加工殘余應(yīng)力的影響。半精加工時(shí)在其背面加工出4個(gè)M12工藝螺紋孔，在精加工時(shí)通過其對等零件進(jìn)行夾緊，示意圖如圖4所示，精加工前將4個(gè)墊塊固定于機(jī)床工作臺上同時(shí)加工以保證其等高，然后用4個(gè)M12螺栓將零件從下面固定在等高塊上，使夾緊力垂直于工件的底平面，之后進(jìn)行大平面的精銃，以確保大平面的平面度要求。該零件具體的工藝流程如下：鑄造→粗加工（去澆冒口）→劃線→粗加工（去除大部分加工余量）→人工時(shí)效（去應(yīng)力）→半精加工（此工序做4-M12工藝螺紋）→二次人工時(shí)效（去應(yīng)力）→精加工（精錢大平面以保證平面度，4-M12工藝螺紋孔保留）。
夾緊方式
此類較大的薄壁鑄件，僅僅靠改變夾緊力施力方向和粗、精分開減小切削力對工件變形的影響是不夠的，必須充分認(rèn)識到冷、熱加工應(yīng)力對零件變形的影響，此時(shí)加工應(yīng)力的作用也是主要矛盾之一。因此，增加人工時(shí)效去除加工應(yīng)力是非常有效的措施。
4、用現(xiàn)代高速切削技術(shù)控制變形：高速切削技術(shù)是隨著高速機(jī)床及CNC系統(tǒng)的處理能力的提高而產(chǎn)生的，高速切削的主要特點(diǎn)在于當(dāng)切削速度達(dá)到某一臨界值后，隨著切削速度的提高，切削力反而降低，并且切削時(shí)產(chǎn)生的大量切削熱被切屑帶走，傳遞到被加工工件卜的熱量很少。利用高速切削的這個(gè)特點(diǎn)控制鋁件加工變形較傳統(tǒng)的切削方式有著不可比擬的優(yōu)勢，因?yàn)楦咚偾邢鞲淖兞藗鹘y(tǒng)切削那種大切深、小進(jìn)給、低轉(zhuǎn)速的模式，而采用高速度、小切深、大進(jìn)給的方法，無疑對降
低切削力是非常有利的，并目切削效率也顯著提高。
以圖3所示零件為例，精加工過程中我們曾經(jīng)在德國進(jìn)口的DMGDMU80P五軸聯(lián)動機(jī)床上進(jìn)行切削試驗(yàn)，切削刀具選用進(jìn)口OSG直徑Φ20mm的專用鐵鋁刀具，采用了環(huán)切方式，切削參數(shù)為Vc=400m/min,ap=0.15mm,f=1000mm/min,其效果明顯好于傳統(tǒng)切削參數(shù)的結(jié)果。
加工中心做鋁件變性怎么辦，介紹結(jié)束了，需要理解的東西還是挺多的，那就慢慢消化吸收吧。
