鋁件(jian)零(ling)件加工(gong)變形(xing)的(de)原(yuan)因很(hen)多，與材質(zhi)、零件形狀、生(sheng)産條件(jian)等都有關系。主要有(you)以下(xia)幾個(ge)方面(mian)：毛坯内應力引(yin)起的變形(xing)，切削力、切(qie)削熱(re)引起的(de)變形，夾(jia)緊力引起(qi)的變形。
一(yi)、減少(shao)加工(gong)變形的工(gong)藝措(cuo)施
1降(jiang)低毛坯内(nei)應力
采用(yong)自然或人(ren)工時效以(yi)及振動(dong)處(chu)理，均(jun)可部(bu)分消(xiao)除毛(mao)坯的内(nei)應力。預(yu)先加(jia)工也是行(hang)之有效的(de)工藝(yi)方法。對(dui)肥(fei)頭大(da)耳的(de)毛坯，由于(yu)餘量(liang)大，故加工(gong)後變形也大。若(ruo)預先(xian)加工掉毛(mao)坯的(de)多餘部分，縮小(xiao)各部分的(de)餘量，不(bu)僅(jin)可以(yi)減少(shao)以(yi)後工序(xu)的加(jia)工變(bian)形，而(er)且預先加(jia)工後(hou)放置一段時間(jian)，還可(ke)以(yi)釋放一(yi)部分内(nei)應(ying)力。
2改(gai)善刀(dao)具的切削(xue)能力
刀具(ju)的材料、幾(ji)何(he)參(can)數對(dui)切削力、切削熱有重要(yao)的影響(xiang)，正确選(xuan)擇刀具(ju)，對減(jian)少零(ling)件加(jia)工變形(xing)至(zhi)關重(zhong)要。
(1)合理選擇刀(dao)具幾(ji)何(he)參(can)數。
①前角：在保持刀刃(ren)強度的條(tiao)件下，前角(jiao)适當選擇(ze)大一些，一(yi)方面(mian)可以磨(mo)出(chu)鋒利(li)的刃口，另外可(ke)以減少切(qie)削變(bian)形，使(shi)排屑順利，進而降(jiang)低切削(xue)力和切削(xue)溫度。切忌(ji)使用負前(qian)角刀(dao)具。
②後(hou)角：後角大(da)小(xiao)對後刀(dao)面磨損及(ji)加工(gong)表面質(zhi)量(liang)有直(zhi)接的影響(xiang)。切削(xue)厚度(du)是選擇後(hou)角的重要條件。粗銑(xi)時，由(you)于進(jin)給量大，切(qie)削負荷重(zhong)，發熱量大(da)，要求刀具(ju)散熱條件(jian)好，因(yin)此，後(hou)角應選(xuan)擇(ze)小一(yi)些。精(jing)銑(xi)時(shi)，要求(qiu)刃口鋒利(li)，減輕後刀(dao)面與(yu)加工(gong)表面(mian)的摩擦，減(jian)小彈性(xing)變形，因(yin)此，後(hou)角(jiao)應選擇(ze)大一些(xie)。
③螺(luo)旋角(jiao)：爲使(shi)銑削平穩(wen)，降低(di)銑削力，螺(luo)旋角(jiao)應(ying)盡(jin)可能(neng)選擇大(da)一些。
④主(zhu)偏角：适當減小(xiao)主偏角(jiao)可以改(gai)善散(san)熱條(tiao)件，使(shi)加工(gong)區的平均(jun)溫度(du)下降(jiang)。
(2)改善(shan)刀具(ju)結構(gou)。
①減少(shao)銑刀(dao)齒數，加大(da)容屑(xie)空間。由于(yu)鋁件(jian)材料(liao)塑性較大，加工(gong)中切(qie)削變形(xing)較大，需要較(jiao)大的容屑(xie)空間，因此容屑(xie)槽底(di)半徑應該(gai)較大(da)、銑(xi)刀齒數(shu)較少(shao)爲(wei)好(hao)。
②精磨(mo)刀齒。刀齒(chi)切削(xue)刃部的粗糙度(du)值要小于(yu)Ra=0.4um。在使(shi)用新(xin)刀之(zhi)前，應(ying)該用細油石在(zai)刀齒(chi)前、後面輕(qing)輕磨(mo)幾下，以消除刃(ren)磨刀齒時(shi)殘留的(de)毛(mao)刺及(ji)輕微(wei)的鋸齒紋(wen)。這樣，不但可以降低切(qie)削熱而(er)且切削(xue)變(bian)形也(ye)比較小。
③嚴格控(kong)制刀具的磨損标準。刀(dao)具磨損(sun)後，工件(jian)表(biao)面粗(cu)糙度(du)值(zhi)增加，切(qie)削溫度上(shang)升，工(gong)件變(bian)形(xing)随(sui)之增(zeng)加。因此(ci)，除(chu)選用耐磨(mo)性好(hao)的刀(dao)具材料外，刀具(ju)磨損(sun)标(biao)準不應(ying)該大于0.2mm，否(fou)則容(rong)易産(chan)生積(ji)屑瘤(liu)。切削時，工(gong)件的(de)溫度一般不要(yao)超過(guo)100℃，以防止變形。
3改(gai)善(shan)工(gong)件的(de)夾裝(zhuang)方法
對于剛性(xing)較(jiao)差的薄(bao)壁鋁件(jian)工(gong)件，可(ke)以采(cai)用(yong)以下的(de)夾裝方法(fa)，以減少變形(xing)：
①對于薄(bao)壁襯套類(lei)零件，如果用三(san)爪自(zi)定心(xin)卡盤(pan)或彈簧夾(jia)頭從(cong)徑向(xiang)夾緊(jin)，加工後一(yi)旦松(song)開，工件必(bi)然發(fa)生變形。此(ci)時，應該利用剛(gang)性較好(hao)的(de)軸向端面壓(ya)緊(jin)的方(fang)法。以(yi)零(ling)件(jian)内孔(kong)定位(wei)，自制一個(ge)帶螺紋的穿心(xin)軸，套(tao)入零件的(de)内孔，其上(shang)用一個蓋(gai)闆壓緊端(duan)面再用螺帽背(bei)緊。加(jia)工(gong)外圓時(shi)就可避(bi)免(mian)夾緊變形，從(cong)而(er)得到(dao)滿意(yi)的加(jia)工精(jing)度。
②對(dui)薄(bao)壁薄闆(pan)工件(jian)進行加工(gong)時，最(zui)好選用真(zhen)空吸(xi)盤，以(yi)獲得(de)分布均勻的夾(jia)緊力，再以(yi)較小(xiao)的切削用量來(lai)加工(gong)，可(ke)以(yi)很好(hao)地防止工件變(bian)形。
另外(wai)，還(hai)可以(yi)使用(yong)填塞法。爲(wei)增加(jia)薄壁工件的工藝剛(gang)性，可(ke)在工(gong)件内(nei)部填(tian)充介(jie)質(zhi)，以減少(shao)裝夾和切削過(guo)程中(zhong)工(gong)件達變(bian)形。例如，向(xiang)工件内灌入含3%～6%硝酸(suan)鉀的尿(niao)素(su)熔融(rong)物，加工以後，将(jiang)工件(jian)浸入(ru)水或(huo)酒精(jing)中，就可以(yi)将該填(tian)充(chong)物溶解倒出。
4合理安(an)排工(gong)序(xu)
高速切削時(shi)，由于加工(gong)餘量大以及斷(duan)續切削，因此銑(xi)削過(guo)程往(wang)往産(chan)生振(zhen)動(dong)，影響加(jia)工精度和(he)表面(mian)粗糙(cao)度。所(suo)以，數(shu)控高速(su)切(qie)削加(jia)工工(gong)藝(yi)過(guo)程一(yi)般可(ke)分爲：粗加(jia)工—半(ban)精加工—清(qing)角加(jia)工(gong)—精(jing)加工(gong)等工序。對于精(jing)度要求高的零(ling)件，有(you)時(shi)需(xu)要進(jin)行二次半(ban)精加(jia)工，然後再(zai)進行(hang)精加工。粗加工(gong)之後，零(ling)件可以(yi)自然冷卻，消除粗加工(gong)産生的(de)内應(ying)力，減(jian)小變(bian)形。粗(cu)加工之後(hou)留下的餘(yu)量應大于(yu)變形量，一(yi)般爲1～2mm。精(jing)加(jia)工時(shi)，零件(jian)精(jing)加(jia)工表(biao)面要(yao)保持(chi)均勻(yun)的加(jia)工餘量，一(yi)般以(yi)0.2～0.5mm爲宜(yi)，使刀(dao)具在加工(gong)過程(cheng)中處(chu)于平(ping)穩的狀态，可以大大(da)減少切(qie)削(xue)變形(xing)，獲得良好的表(biao)面加工質(zhi)量，保(bao)證産(chan)品(pin)的(de)精度(du)。
二、減(jian)小加工變(bian)形的操(cao)作(zuo)技巧(qiao)
鋁件材料的零件在(zai)加工過程(cheng)中變(bian)形，除了上(shang)述的(de)原(yuan)因(yin)之外(wai)，在實(shi)際操(cao)作中，操作(zuo)方法也是(shi)非常重(zhong)要(yao)的。
1、對(dui)于加工餘(yu)量大(da)的零件(jian)，爲(wei)使其在加(jia)工過程中(zhong)有比(bi)較好的散熱條(tiao)件，避(bi)免熱(re)量集(ji)中(zhong)，加(jia)工時，宜采(cai)用(yong)對稱加(jia)工。如有一(yi)塊90mm厚(hou)的闆(pan)料(liao)需要加(jia)工到60mm，若(ruo)銑好一面後(hou)立(li)即(ji)銑削(xue)另一面，一次加工到(dao)最後尺寸(cun)，則平(ping)面(mian)度(du)達5mm;若(ruo)采用反(fan)複進刀(dao)對稱加工，每一(yi)面分(fen)兩(liang)次(ci)加工(gong)到最(zui)後尺(chi)寸，可(ke)保證(zheng)平面度達(da)到0.3mm。
2、如(ru)果(guo)闆(pan)材零件上(shang)有(you)多個型(xing)腔，加工時(shi)，不宜采用(yong)一個型腔(qiang)一個型(xing)腔的次序加工方法，這(zhe)樣容易造(zao)成零(ling)件受力不(bu)均勻(yun)而産(chan)生(sheng)變(bian)形。采(cai)用分(fen)層多次加(jia)工，每一(yi)層(ceng)盡量同時(shi)加工到所(suo)有的型(xing)腔(qiang)，然後再加(jia)工下(xia)一個(ge)層次，使(shi)零(ling)件均(jun)勻受力，減(jian)小變(bian)形。
3、通過改(gai)變切(qie)削用量來(lai)減少(shao)切削力、切削熱(re)。在切(qie)削(xue)用量的(de)三要素中(zhong)，背吃(chi)刀量對(dui)切(qie)削力(li)的影響很(hen)大。如果加(jia)工(gong)餘(yu)量太(tai)大，一次(ci)走(zou)刀的(de)切削(xue)力太(tai)大，不(bu)僅會使(shi)零(ling)件變(bian)形，而且還會影(ying)響機(ji)床主軸剛(gang)性、降低刀具的(de)耐用度(du)。如果減(jian)少背(bei)吃刀量，又(you)會使(shi)生産效率(lü)大打折(she)扣。不過(guo)，在數(shu)控(kong)加(jia)工中都是(shi)高速銑削(xue)，可以克(ke)服(fu)這一(yi)難題(ti)。在減少背(bei)吃刀量的(de)同時(shi)，隻要(yao)相(xiang)應地增(zeng)大進給，提(ti)高機(ji)床的(de)轉速，就可(ke)以降低切(qie)削力，同時(shi)保證(zheng)加工(gong)效率(lü)。
4、走刀順序(xu)也要(yao)講究。粗加(jia)工強調的(de)是提(ti)高加(jia)工(gong)效率，追(zhui)求單位時間内(nei)的切除率，一般(ban)可采(cai)用逆(ni)銑。即(ji)以最(zui)快的速度(du)、最短(duan)的時(shi)間切除毛坯(pi)表面的(de)多餘材(cai)料(liao)，基本形成(cheng)精加工所(suo)要求的(de)幾(ji)何輪廓。而精加工所(suo)強調的(de)是高精(jing)度高質(zhi)量(liang)，宜采(cai)用順銑。因爲順(shun)銑時(shi)刀(dao)齒的切(qie)削厚度(du)從最大(da)逐漸(jian)遞減至零(ling)，加工硬(ying)化(hua)程度大爲減(jian)輕(qing)，同時(shi)減輕(qing)零件(jian)的變(bian)形程(cheng)度。
5、薄(bao)壁工(gong)件在加工(gong)時由(you)于裝(zhuang)夾産(chan)生變(bian)形，即(ji)使(shi)精(jing)加工也是(shi)難(nan)以(yi)避免(mian)的。爲(wei)使工件變(bian)形減(jian)小到最低(di)限度，可以在精加工即(ji)将達到(dao)最後(hou)尺寸之前，把壓(ya)緊件松一(yi)下，使(shi)工件(jian)自由恢複(fu)到原狀，然(ran)後再(zai)輕微壓緊，以剛能夾(jia)住工(gong)件爲準(完(wan)全憑(ping)手感(gan))，這樣(yang)可以(yi)獲得理想的加(jia)工效(xiao)果。總(zong)之，夾(jia)緊力(li)的作(zuo)用點最好(hao)在支承面(mian)上，夾緊(jin)力(li)應作(zuo)用在(zai)工件剛性(xing)好的(de)方向(xiang)，在保證工(gong)件不松動(dong)的前提下，夾緊力越(yue)小(xiao)越好。
6、在(zai)加工帶(dai)型(xing)腔零(ling)件時(shi)，加(jia)工型腔(qiang)時盡(jin)量(liang)不要讓(rang)銑刀(dao)像鑽頭似(si)的直接向下紮入零(ling)件，導(dao)緻銑(xi)刀容屑空(kong)間不(bu)夠，排(pai)屑不順暢(chang)，造成零件過熱、膨脹以及崩刀(dao)、斷刀(dao)等不(bu)利現(xian)象。要先用與銑(xi)刀同(tong)尺寸或大一号(hao)的(de)鑽頭鑽(zuan)下刀孔，再用銑刀銑削。或(huo)者，可(ke)以用CAM軟(ruan)件生産螺旋(xuan)下(xia)刀程序(xu)。
