輕松解決復(fù)雜鋁合金零件加工難題的辦法都在這里-長(zhǎng)鴻精密

     鋁合金零件具有良好的力學(xué)性能，材質(zhì)比重較小，且擁有良好的抗腐蝕性能及優(yōu)良的工藝性，常用于萬(wàn)向結(jié)構(gòu)件及框架類(lèi)部件，既能滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度及精度要求，又能有效減輕設(shè)備重量，因此在復(fù)雜部件中得到廣泛應(yīng)用。

     但復(fù)雜鋁合金結(jié)構(gòu)件形狀復(fù)雜，精密配合要素多，尺寸精度要求較高，長(zhǎng)鴻精密小編在此介紹一下復(fù)雜鋁合金結(jié)構(gòu)件所面臨的難題及解決途徑，希望對(duì)行業(yè)朋友有所裨益。
     一、復(fù)雜鋁合金零件所面臨的加工難題
     復(fù)雜鋁合金結(jié)構(gòu)件在加工過(guò)程中首先要解決材料去除余量較大所導(dǎo)致的零件變形問(wèn)題，因?yàn)槊鳛榘舨?、管材或厚板材，為了使尺寸接近零件本身，需要通過(guò)機(jī)械加工后去除絕大部分余量。由于材料去除量大，原有的纖維組織狀態(tài)被完全破壞，加工應(yīng)力大，加工后殘余應(yīng)力重新平衡，引起零件變形，加大了加工難度。
     復(fù)雜鋁合金結(jié)構(gòu)件在加工過(guò)程中要克服的另一個(gè)難題就是應(yīng)力變形問(wèn)題。殘余應(yīng)力有兩種，一種是初始?xì)堄鄳?yīng)力，另一種是加工殘余應(yīng)力。初始?xì)堄鄳?yīng)力即鋁合金毛坯中存在的相對(duì)平衡的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)多余部分材料被去除后，原有的應(yīng)力平衡遭到破壞，應(yīng)力發(fā)生再平衡，從而會(huì)導(dǎo)致零件變形。加工殘余應(yīng)力是在切削力、切削熱或者兩者相互作用下，刀具與工件相互作用的區(qū)域產(chǎn)生塑性變形，該變形在受到其他因素的影響下而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。
     工藝條件不足是復(fù)雜鋁合金零件加工過(guò)程中必須解決的另一難題。對(duì)復(fù)雜鋁合金零件進(jìn)行加工，需用四軸以上機(jī)床，且機(jī)床必須有較高的幾何精度、良好的穩(wěn)定性。

     復(fù)雜鋁合金零件加工過(guò)程中需要解決基體強(qiáng)度不足的問(wèn)題。復(fù)雜鋁合金零件的某些部位因剛度不足，加工過(guò)程中在切削力的作用下產(chǎn)生彈性變形，形成讓刀，卸荷后回彈，造成尺寸超差。由于讓刀使得切削過(guò)程不穩(wěn)定，往往伴隨著振刀，從而導(dǎo)致在已加工表面留下較大振紋，嚴(yán)重影響零件表面質(zhì)量。

     二、復(fù)雜鋁合金零件加工難題的破解方法
     為了確保加工質(zhì)量，在復(fù)雜鋁合金零件加工過(guò)程中必須克服加工變形問(wèn)題。因此，在工藝路線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)把握“先變形、后加工”的總原則，以此為依據(jù)進(jìn)行工序劃分、工序尺寸設(shè)計(jì)、刀具及參數(shù)選擇、夾具及夾緊方式選擇、輔助裝夾等。
     大部分加工余量應(yīng)在粗加工階段去除。引起零件整體或重要局部變形的槽、孔、臺(tái)等部位應(yīng)進(jìn)行預(yù)先加工。特別是側(cè)壁開(kāi)口槽、圓周上的貫穿平面、不對(duì)稱(chēng)的槽孔結(jié)構(gòu)等，這些部位加工后將打破原有應(yīng)力平衡，引起零件較大變形，因此在粗加工階段就應(yīng)加工出大體輪廓，對(duì)于精度要求不高的減重等功能孔、槽，可直接加工到最終尺寸。
     加工刀具的選擇。粗加工階段，以高效率、低成本為目標(biāo)，對(duì)刀具要求較低。但因切削余量大，產(chǎn)生大量切削熱，加大了殘余應(yīng)力，因此要求刀具應(yīng)保持鋒利，加工時(shí)保持充分冷卻。精加工階段，選擇刀具應(yīng)有足夠剛度并有良好耐磨性，以保證尺寸及形位公差精度，刀具應(yīng)保持鋒利，切削刃光潔度良好，以減小切削力，降低切削熱，并使切削過(guò)程平穩(wěn)，減小系統(tǒng)顫振。盡量選用硬質(zhì)合金銑刀及涂層刀，有條件時(shí)，可選用聚晶金剛石刀具。
     工裝應(yīng)設(shè)計(jì)合理，定位可靠，夾、壓力既能滿(mǎn)足裝夾需求，又能最大限度減小對(duì)零件變形的影響。
     必須制定合理的工藝路線。因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度高，復(fù)雜鋁合金結(jié)構(gòu)件必須分粗加工、半精加工、精加工，并在中間穿插熱處理工序，以減小殘余應(yīng)力的影響。工序間余量分配，應(yīng)根據(jù)各個(gè)零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理分配，在能保證變形后余量足夠的前提下，盡量減小精加工余量。對(duì)公差較大的尺寸要素，應(yīng)在半精加工時(shí)得到保證，以減少精加工去除余量，減少變形幾率。
     復(fù)雜鋁合金零件的粗加工以去除余量為目的，可采用虎鉗或三爪裝夾，夾緊力應(yīng)保證裝夾可靠。精加工時(shí)，為保證滿(mǎn)足尺寸及形位公差精度，定位基準(zhǔn)面一定要有良好的平面度，使定位面與工作平臺(tái)有良好的貼合。因此，精加工前，一般專(zhuān)門(mén)安排工序，對(duì)定位面進(jìn)行精修加工，以消除半精加工及去應(yīng)力后引起的定位面變形，開(kāi)放式平面一般選擇鉗工研磨，封閉式平面選擇高精度機(jī)床精銑。精修定位面時(shí)，一般采用虎鉗裝夾，且要求夾緊力要小，零件在自然狀態(tài)下夾緊，不得敲平。
     復(fù)雜鋁合金零件的精加工階段，一般需要進(jìn)行多面加工，因而采用工裝定位壓緊的裝夾方式。為了防止過(guò)于壓緊而引起的變形，要求壓板壓緊力要垂直于受力面，盡量避免產(chǎn)生側(cè)向分力。選擇壓緊位置時(shí)，工件在受力位置應(yīng)是實(shí)心，且與定位工裝緊密接觸，不得有較大的窗口、懸空等，以減小壓緊力因素的影響。
     鋁合金復(fù)雜件在加工時(shí)，因某些區(qū)域剛性不足，易導(dǎo)致讓刀并伴有振紋，嚴(yán)重影響零件尺寸及表面質(zhì)量。為了減少乃至消除讓刀現(xiàn)象，除了對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化外，還可采用增加輔助支撐的辦法，可大大減少讓刀及振刀現(xiàn)象，保證了零件尺寸精度和表面質(zhì)量。
     局部變形導(dǎo)致的尺寸變動(dòng)，可以通過(guò)數(shù)控程序進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析，在程序中增加了進(jìn)、退刀補(bǔ)償程序。通過(guò)抬刀補(bǔ)償，部分彌補(bǔ)了變形引起的厚度尺寸變化，從而滿(mǎn)足批產(chǎn)穩(wěn)定性要求。

     鋁合金復(fù)雜零件由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，針對(duì)復(fù)雜件的加工難點(diǎn)，應(yīng)遵循“先變形，后加工”的原則。在這一原則下制定出合理地加工工藝路線，配備適合的工藝裝備，并通過(guò)選擇合適的工藝參數(shù)、定位夾緊方式、正確處理精加工定位面、增加輔助支撐、引入數(shù)控程序補(bǔ)償?shù)却胧?，從而有效解決高精度復(fù)雜鋁合金的加工難題。

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