金屬加工材料有很多種類(lèi)。這里以常用的鋁合金為例，因為鋁合金是一種重要的工業(yè)原料。由于其硬度相對較小，熱膨脹系數大，在加工薄壁、薄板零件時(shí)容易變形。
除了通過(guò)預老化處理提高刀具性能和消除材料的內應力外，從數控加工技術(shù)的角度看，還可以采取一些措施來(lái)減少材料的變形。
01、分層多金屬加工法
當鋁合金板件上有多個(gè)型腔需要加工時(shí)，如果一個(gè)型腔輪流加工一個(gè)型腔，容易使型腔壁因受力不均而發(fā)生糾結變形。
解決的辦法是采取分層加工的方法，即同時(shí)加工所有的型腔，但不是一次數控加工完成，而是分若干層次，逐層加工到要求的尺寸。這樣一來(lái)，零件受力就比較均勻，變形的概率也比較小。
02、適當選擇切削參數
選擇適當的切削參數可以有效地降低切削力和切削熱，在切削過(guò)程中。在加工過(guò)程中，切削量過(guò)大導致刀具的切削力過(guò)大，容易造成零件的變形，機床主軸的剛性和刀具的耐久性也會(huì )受到影響。
在切削參數的各個(gè)要素中，切削力受后刀量的影響。假設減少退刀量有利于保證零件不變形，但同時(shí)也會(huì )降低金屬加工效率。數控加工高速銑可以解決這個(gè)問(wèn)題，只需要在減少退刀量的同時(shí)，相應增加進(jìn)給量，提高機床的轉速，就可以減少切削力，又能保證金屬加工的效率。
03、提高刀具的切削能力
刀具材料、幾何參數對切削力、切削熱有重要影響，正確選擇刀具，對減少零件金屬加工變形非常重要。
①合理選擇刀具的幾何參數。
前角：在保持刀片強度的條件下，前角宜選擇大一些，一方面可以磨出鋒利的刃口，還可以減少切削變形，順利排屑，進(jìn)而降低切削力和切削溫度。切勿使用前角為負值的刀具。
后角： 后角的大小對后刀面的磨損和加工表面的質(zhì)量有直接影響。切削厚度是選擇后角的一個(gè)重要條件。粗銑時(shí)，由于進(jìn)給量大，切削負荷重，熱量大，對刀具的散熱條件要求高，因此，背角應選得小些。精銑時(shí)，要求切削刃鋒利，減少刀具表面與加工表面的摩擦，減少彈性變形。因此，后角應選得大些。
螺旋角： 為了使銑削順利進(jìn)行，減少銑削力，螺旋角應盡量選大。
主偏轉角： 適當減小主偏角可以改善散熱條件，使金屬加工區的平均溫度降低。
②改善刀具結構。
減少刀齒數量，增加排屑空間。由于鋁合金材料塑性大，在金屬加工中切削變形大，需要較大的排屑空間，因此，排屑槽的底部半徑應較大，銑刀齒數較少。
例如，φ20mm以下的銑刀采用兩個(gè)刀齒；φ30～φ60mm的銑刀采用三個(gè)刀齒較好，以避免薄壁鋁合金零件因切屑堵塞而產(chǎn)生變形。
細磨齒：刀齒切削刃的粗糙度值應小于Ra=0.4um。在使用新刀前，應在刀齒前后用細磨刀石磨幾遍，以消除刀齒上殘留的毛刺和輕微的鋸齒線(xiàn)。這樣一來(lái)，不僅可以減少切削熱，而且切削變形也比較小。
嚴格控制刀具磨損標準： 刀具磨損后，工件表面粗糙度值增大，切削溫度升高，工件變形增大。因此，除選擇耐磨性好的刀具材料外，刀具的磨損標準不應大于0.2mm，否則容易產(chǎn)生碎屑結節。切削時(shí)，工件溫度一般不要超過(guò)100℃，以防止變形。
04、注意切削的順序
粗加工和精加工應采用不同的切削順序。粗加工要求在短時(shí)間內以較快的切削速度切削毛坯表面的多余材料，形成精加工所需的幾何輪廓。
因此，強調加工效率，追求單位時(shí)間內的材料去除率，應采用逆銑。而精加工要根據加工精度和表面質(zhì)量的要求多調整數控加工質(zhì)量，應采用順銑。因為在順銑過(guò)程中，刀齒的切削厚度逐漸減小到零，加工硬化現象會(huì )減少，零件的變形會(huì )得到一定程度的抑制。
05、薄壁零件的二次壓制
在對鋁合金薄壁零件進(jìn)行數控加工時(shí)，夾緊力也是造成變形的重要原因，即使加工精度提高了，變形也是不可避免的。為了減少工件因夾緊而產(chǎn)生的變形，可在精加工達到尺寸之前，將被壓件松開(kāi)釋放壓緊力，使工件自由恢復原狀，然后再稍加壓制。
二次壓制的操作點(diǎn)在支撐面上，夾緊力應沿工件剛性好的方向作用。夾緊力的大小應以?shī)A緊工件不松動(dòng)的強度為依據，這對操作者的經(jīng)驗和手感有較高要求。用這種數控加工方法的零件壓縮變形小。
06、鉆、銑加工方式
在帶型腔的零件的金屬數控加工中，如果銑刀直接下到零件中，會(huì )因銑刀缺乏含切削的空間而造成排屑不暢，導致大量切削熱的積聚，而產(chǎn)生膨脹變形，甚至可能造成塌刀、斷刀等事故。方法是先鉆后銑，即用不小于銑刀尺寸的鉆頭鉆出刀孔，然后用銑刀伸入刀孔開(kāi)始銑削，這樣可以有效解決上述問(wèn)題。
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