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减少铝件变形的技术措施及操作技巧

铝是有色金属中应用最广泛、应用最广泛的金属材料,其应用范围还在不断扩大。用铝材生产的铝制品种类繁多。据统计,铝制品有70万多种。从建筑装饰业到交通运输业、航空航天等行业都有不同的需求。今天给大家介绍一下如何避免铝制品变形。

铝材的优点和特点如下:

  1. 低密度。铝的密度约为2.7克/立方厘米。其密度仅为铁或铜的 1 / 3。
  2. 高可塑性。铝具有良好的延展性,可通过压制、拉伸等压力加工手段制成各种制品。
  3. 耐腐蚀。铝是一种具有强负电的金属。在自然条件下或阳极氧化下,表面会形成一层保护性氧化膜,其耐腐蚀性能比钢材好很多。
  4. 易于强化。纯铝的强度不高,但可以通过阳极氧化提高。
  5. 易于表面处理。表面处理可以进一步改善或改变铝的表面性能。铝阳极氧化工艺相当成熟稳定,已广泛应用于铝制品的加工。
  6. 导电性好,易回收。

减少加工变形的技术措施

1.降低毛养殖内应力

自然或人工时效和振动处理可以部分消除毛坯的内应力。预处理也是一个有效的过程。头肥耳大的毛坯,由于余量大,加工后变形也大。如果将毛坯的剩余部分预先加工,减少各部分的剩余部分,不仅可以减少后续工序的加工变形,而且可以在预先加工后释放内应力并放置一个一段时间。

2。提高刀具的切削能力

刀具的材料和几何参数对切削力和切削热有重要影响。正确选择刀具对于减少零件的加工变形非常重要。

(1)合理选择刀具的几何参数。

rake角:在保持切削缘强度的条件下,可以适当地选择耙角以更大。一方面可以磨削出锋利的刃口,另一方面可以减少切削变形,使排屑顺畅,进而降低切削力和切削温度。切勿使用负前角工具。

② 后角:后角的大小直接影响后角面的磨损和加工表面的质量。切削厚度是选择后角的重要条件。粗铣时,由于进给量大,切削负荷大,发热大,要求刀具散热条件好。因此,后角应更小。精铣时刃口应锋利,以减少后刀面与加工面的摩擦,减少弹性变形。所以后角要大些。

③ 螺旋角:为了使铣削平滑,减少铣削力,螺旋角应尽量选择大。

④主偏角:适当减小主偏角可以改善散热条件,降低加工区平均温度。

(2)改进工具结构。

①减少铣刀齿数,增加排屑空间。由于铝件塑性大,加工时切削变形大,需要较大的容屑空间,故容屑槽底半径要大,铣刀齿数要少。

② 完成刀齿的磨削。刀齿切削刃的粗糙度值应小于RA=0.4um。使用新刀前,先用细油石轻轻打磨刀齿的正反面,以消除磨刀齿时留下的毛刺和轻微锯齿。这样不仅可以减少切削热,还可以减少切削变形。

③严格控制刀具磨损标准。刀具磨损后,工件表面粗糙度增大,切削温度升高,工件变形增大。因此,除选用耐磨性好的刀具材料外,刀具磨损标准不应大于0.2mm,否则容易产生切屑堆积。切割时工件温度不得超过100℃,以防变形。

3.改进工件的装夹方式

对于刚性较差的薄壁铝制工件,可采用以下装夹方法减少变形:

①对于薄壁衬套零件,如果用三爪自定心卡盘或弹簧卡盘从径向夹紧,加工后工件一旦松动就会变形。此时应采用刚性较好的轴向端面压制方法。与零件内孔定位,自制螺纹主轴,放入零件内孔。用盖板压紧端面,然后拧紧螺母。加工外圆时可避免装夹变形,从而获得满意的加工精度。

② 加工薄壁薄壁工件时,最好选用真空吸盘,以获得均匀分布的夹持力,然后再进行小切削量加工,防止工件变形。

或者,可以使用包装方法。为了增加薄壁工件的工艺刚度,可以在工件中填充介质,以减少工件在装夹和切削过程中的变形。例如,将含有3%~6%硝酸钾的尿素熔体倒入工件中,加工后将工件浸入水或酒精中,将填料溶解后倒出即可。

4.合理安排手续

在高速切削中,由于加工余量大、断续切削,铣削加工过程中常产生振动,影响加工精度和表面粗糙度。因此,数控高速加工工艺一般可分为:粗加工、半精加工、转角清洁精加工等工序。对于精度要求较高的零件,有时需要进行二次半精加工,然后再进行精加工。粗加工后,零件可以自然冷却,以消除粗加工产生的内应力,减少变形。粗加工后留下的余量应大于变形量,一般为1-2mm。精加工时,零件精加工表面应保持均匀的加工余量,一般为0.2-0.5mm,以使刀具在加工过程中保持稳定状态,大大减少切削变形,获得良好的表面加工质量,确保产品的准确性。

减少加工变形的操作技巧

除了以上原因外,操作方法在实际操作中也很重要。

  1. 对于加工余量较大的零件,为提供更好的散热条件,避免加工时热量集中,宜采用对称加工。
  2. 如果板材零件有多个型腔,加工时不宜采用一型一型的顺序加工方法,容易造成零件受力不均和变形。采用多层加工,每一层尽可能同时加工到所有型腔,然后再加工下一层,使零件受力均匀,减少变形。
  3. 可以通过改变切削参数来降低切削力和切削热。在切削参数的三要素中,背拔模对切削力的影响很大。如果加工余量过大,刀具切削力过大,不仅会使零件变形,还会影响机床主轴的刚性,降低刀具的耐用性。如果减少背刀用量,生产效率会大大降低。然而,高速铣削可以克服数控加工中的这个问题。在降低背斜度的同时,只要相应提高进给量,提高机床转速,就可以降低切削力,保证加工效率。
  4. 注意切割顺序。粗加工强调提高加工效率和追求单位时间的切削率。一般来说,可以使用反向铣削。即以最快的速度、最短的时间将毛坯表面多余的材料切除,基本形成精加工所需的几何轮廓。在精加工强调高精度和高质量的同时,宜采用顺铣。由于顺铣时刀齿的切削厚度从最大值逐渐减小到零,加工硬化程度大大降低,零件的变形程度减小。
  5. 即使在精加工时,也很难避免薄壁工件在加工过程中因夹紧而变形。为使工件的变形降到最低,在精加工达到最终尺寸前,松开压紧件,使工件自由恢复原状,然后轻轻压紧,以工件被夹紧(完全手工),从而获得理想的加工效果。总之,夹紧力的作用点应在支承面上。夹紧力应作用在工件刚性好的方向上。在保证工件不松动的前提下,夹持力越小越好。
  6. 加工有腔的零件时,加工腔时尽量不要让铣刀像钻头一样直接插入零件,造成铣刀排屑空间不足,排屑不畅,零件过热,膨胀、刀具破损等不良现象。先用与铣刀尺寸相同或更大的钻头钻出刀孔,再用铣刀铣削。或者,可以使用 CAM 软件制作螺旋切割程序。

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