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铝型材变形问题解决

作者:金錾型材拉弯厂|时间:2020-02-12
  铝合金型材是工业中使用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中均有铝合金工件。在工业飞机结构中为了减轻重量,采用了大量的铝合金材料的薄壁零件,由于铝合金零件材料热膨胀系数较大,薄壁加工过程中很容易变形。尤其是在采用自由锻毛坯时余量大,变形问题更为突出,铝型材变形问题解决如下所示:
  一、铝合金工件切削变形的原因
  铝合金零件变形的原因很多,与材质、零件形状、工艺条件、切削油的性能等都有关系。主要有以下几个方面: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。
  二、减少工件变形的工艺措施
  (1)降低毛坯的内应力
  采用时效以及振动处理或预先工艺均可部分消除毛坯的内应力,余量大的毛坯工件故变形也大。若预先去掉毛坯的多余部分缩小各部分的余量,不仅可以减少以后工序的变形,而且放置一段时间,还可以释放一部分内应力。
  (2)合理选择刀具几何参数
  前角:在保持刀刃强度的条件下前角适当选择大一些,一方面可以磨出锋利的刃口,另外可以减少切削变形使排屑顺利,进而降低切削力和切削温度。
后角:后角大小对后刀面磨损及表面质量有直接的影响。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,使平均温度下降。
  (3)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。
  (4)精磨刀齿
  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。
  (5)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,还应严格控制刀具磨损程度,否则容易产生积屑瘤。切削时工件的温度不能过高以防止变形。
  (6)改善工件的夹装方法
  对于刚性较差的薄壁铝合金工件,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,一旦松开工件必然发生变形。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。外圆就可避免夹紧变形从而得到满意的精度。
  (7)切削油的选用
  由于铝合金的硬度较低且切削性较差,对切削油的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求,另外还需要一定的抗腐蚀性能以防止工件发黑,常用的切削油切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物,而且在高温下不易破坏,具有良好的润滑作用,并有一定的冷却效果,一般用于切削、钻孔、铰孔及攻丝等工艺。
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