加工中心加工薄铝板活的方法

加工中心加工薄铝板活的方法

  • 哈思孚
  • 2021-09-09
  加工中心加工薄铝板活的方法?铝薄板的热膨胀系数大,在铝加工中心加工过程中会出现变形的问题。特别是在采用自由锻毛坯的时候,由于加工余量大,变形问题就更加严重了。加工中心加工薄铝板活的方法很简单,但是要避免变形问题,保证产品的平行度。今天哈思孚HASSFULL就来说说“加工中心加工薄铝板活的方法”这个问题。

铝合金薄板CNC加工样品

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  加工中心加工薄铝板活变形的问题?

  加工中心加工薄铝板活变形的原因有很多,包括和铝材料、铝的零部件形状、生产条件、切削液等有着密切联系。主要包括如下几个方面:毛坯内应力引起的变形、切削力、切削热引起的变形、夹紧力引起的变形。

  我们大致了解了加工中心加工薄铝板活变形的原因,那么怎么避免就有点头绪了。

CNC铝合金面板

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  加工中心加工薄铝板活避免变形的方法?

  加工中心加工薄铝板活避免变形的方法主要有两个方面:减少加工变形的工艺措施,操作技巧。

  1、减少加工变形的工艺措施:

  (1)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。

  A、合理选择刀具几何参数:

  前角:保持刀刃强度条件下,前角适当选择大一些,一方面可磨出锋利刃口,另外可减少切削变形,使排屑顺利,进而降低切削力、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。

  加工中心加工薄铝板活的方法中,我们要注意铝薄板变形的问题,这个问题尤其要注意。

  B、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,φ20mm以下的铣刀采用两个刀齿;φ30-φ60mm的铣刀采用三个刀齿较好,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Ra=0.4um。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0.2mm,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。

  C、改善工件夹装方法:

  对于刚性较差的薄壁铝合金工件,可以采用以下的夹装方法,以减少变形:

  对于薄壁衬套类零件,如果用三爪自定心卡盘或弹簧夹头从径向夹紧,加工后一旦松开,工件必然发生变形。此时,应该利用刚性较好的轴向端面压紧的方法。以零件内孔定位,自制一个带螺纹的穿心轴,套入零件的内孔,其上用一个盖板压紧端面再用螺帽背紧。加工外圆时就可避免夹紧变形,从而得到满意的加工精度。

  对薄壁薄板工件进行加工时,最好选用真空吸盘,以获得分布均匀的夹紧力,再以较小的切削用量来加工,可以很好地防止工件变形。

  另外,还可以使用填塞法。为增加薄壁工件的工艺刚性,可在工件内部填充介质,以减少装夹和切削过程中工件达变形。例如,向工件内灌入含3%-6%硝酸钾的尿素熔融物,加工以后,将工件浸入水或酒精中,就可以将该填充物溶解倒出。

  D、合理安排工序:

  高速切削时,由于加工余量大以及断续切削,因此铣削过程往往产生振动,影响加工精度和表面粗糙度。所以,数控高速切削加工工艺过程一般可分为;粗加工-半精加工-清角加工-精加工等工序。对于精度要求高的零件,有时需要进行二次半精加工,然后再进行精加工。粗加工之后,零件可以自然冷却,消除粗加工产生的内应力,减小变形。粗加工之后留下的余量应大于变形量,一般为1-2mm。精加工时,零件精加工表面要保持均匀的加工余量,一般以0.2-0.5mm为宜,使刀具在加工过程中处于平稳的状态,可以大大减少切削变形,获得良好的表面加工质量,保证产品的精度。

  (2)降低毛坯内应力:

  可以采用自然或者人工时效和振动处理的方法,这些方法都可以消除毛坯的部分内应力。预先加工也是不错的选择。对肥头大耳毛坯,由于余量大,故加工后变形也大。如果采取预先加工掉毛坯多余部分,缩小各部分余量,可减少以后工序加工变形,预先加工后放置一段时间,可释放一部分内应力。

  2、操作技巧:

  (1)加工余量大的铝薄板:为了使加工中有较好的散热条件,我们需要避免热量集中,建议采用对称加工

  举例:90mm厚度铝板加工到60mm,铣好一面,马上铣削另一面。一次性加工到最后尺寸,平面度达5mm;如果采用反复进刀对称加工,那么每一面分两次加工到最后尺寸,保证平面度达0.3mm。

  (2)多个型腔的铝零件:不建议采用一个型腔一个型腔的顺序加工方法,这样比较容易造成受力不均,进而产生变形;我们建议采用分层多次加工,这样保证每一层尽量同时加工到所有的型腔,再加工下一个层次,使零件均匀受力,减小变形。

  (3)第三,我们还可以通过改变切削用量减少切削力、切削热。切削用量三要素中,背吃刀量对切削力影响很大。若加工余量太大,一次走刀切削力太大,不仅会使零件变形,且会影响铝加工中心的主轴刚性、降低刀具耐用度。若减少背吃刀量,会使生产效率大打折扣。在数控加工中都是高速铣削,可以克服这一难题。在减少背吃刀量同时,相应增大进给,提高铝加工中心转速,就可降低切削力,同时保证加工效率。

  (4)注意走刀顺序:粗加工是要保证效率的,追求单位时间内的切除率,因此一般可采用逆铣。也就是以最快的速度、最短的时间切除毛坯表面的多余材料,基本形成精加工所要求的几何轮廓。精加工是为了保证高精度高质量的,建议采用顺铣。顺铣时刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零,加工硬化程度大为减轻,同时减轻零件的变形程度。

  (5)铝薄板在装夹适的时候引起的变形:精加工的时候也是难以避免薄铝加工件变形的。为了降低铝薄板变形,我们需要在精加工即将达到最后尺寸之前,需要把铝薄板压紧件松一下,使得铝薄板工件自由恢复到原状,接着再次轻微压紧,以刚能夹住工件为准(完全凭手感),这样可获得理想加工效果。总而言之,夹紧力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,在保证工件不松动的前提下,夹紧力越小越好。

  (6)加工带型腔零件:加工型腔时不要让铣刀像钻头似的直接向下扎入零件,这样容易导致铣刀容屑空间不够,排屑不顺畅,造成零件过热、膨胀以及崩刀、断刀等不利现象。建议用与铣刀同尺寸或大一号的钻头钻下刀孔,再用铣刀铣削。或者,可以用CAM软件生产螺旋下刀程序。

CNC铝配件

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  加工中心加工薄铝板活出现变黑现象的问题?

  1、仓储管理不到位:将铝合金压铸件存放在仓库不同的高度,其发霉的状况也不同。

  2、工艺设计不合理:铝合金压铸件在清洗或压检后处理不当,为铝合金压铸件发霉变黑创造了条件,加速了霉变的生成。

  3、铝合金的内部因素:很多铝合金压铸件厂家在压铸、机加工工序之后,不做任何清洁处理,或者简单的用水冲冲,无法做到彻底清洗干净,压铸铝表面残留有脱模剂、切削液、皂化液等腐蚀性物质以及其他污渍,这些污渍加快了铝合金压铸件长霉点变黑的速度。

  4、铝合金外部环境因素:铝是活泼金属,在一定的温度和湿度条件下极易氧化变黑或发霉,这是铝本身的特性决定的。

  5、选用清洗剂不得当。选用的清洗剂具有强腐蚀性,造成压铸铝腐蚀氧化。

  加工中心加工薄铝板活的方法中,我们尤其要注意铝薄板变形的问题,对此采取的措施还是非常多的,希望大家一一看完,避免下次加工中这样的问题再次出现。

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