對(duì)于薄壁襯套類零件,如果用三爪自定心卡盤或彈簧夾頭從徑向夾緊,加工后一旦松開,工件必然發(fā)生變形。此時(shí),應(yīng)該利用剛性較好的軸向端面壓緊的方法。以零件內(nèi)孔定位,自制一個(gè)帶螺紋的穿心軸,套入零件的內(nèi)孔,其上用一個(gè)蓋板壓緊端面再用螺帽背緊。加工外圓時(shí)就可避免夾緊變形,從而得到滿意的加工精度。
對(duì)薄壁薄板工件進(jìn)行加工時(shí),最好選用真空吸盤,以獲得分布均勻的夾緊力,再以較小的切削用量來加工,可以很好地防止工件變形。
另外,還可以使用填塞法。為增加薄壁工件的工藝剛性,可在工件內(nèi)部填充介質(zhì),以減少裝夾和切削過程中工件達(dá)變形。例如,向工件內(nèi)灌入含3%~6%硝酸鉀的尿素熔融物,加工以后,將工件浸入水或酒精中,就可以將該填充物溶解倒出。
合理安排工序。高速切削時(shí),由于加工余量大以及斷續(xù)切削,因此銑削過程往往產(chǎn)生振動(dòng),影響加工精度和表面粗糙度。所以,數(shù)控高速切削加工工藝過程一般可分為;粗加工-半精加工-清角加工-精加工等工序。對(duì)于精度要求高的零件,有時(shí)需要進(jìn)行二次半精加工,然后再進(jìn)行精加工。粗加工之后,零件可以自然冷卻,消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,減小變形。粗加工之后留下的余量應(yīng)大于變形量,一般為1~2mm。精加工時(shí),零件精加工表面要保持均勻的加工余量,一般以0.2~0.5mm為宜,使刀具在加工過程中處于平穩(wěn)的狀態(tài),可以大大減少切削變形,獲得良好的表面加工質(zhì)量,保證產(chǎn)品的精度。
3.操作技巧
鋁合金材料的零件在加工過程中變形,除了上述的原因之外,在實(shí)際操作中,操作方法也是非常重要的。
(1)對(duì)于加工余量大的零件,為使其在加工過程中有比較好的散熱條件,避免熱量集中,加工時(shí),宜采用對(duì)稱加工。如有一塊90mm厚的板料需要加工到60mm,若銑好一面后立即銑削另一面,一次加工到最后尺寸,則平面度達(dá)5mm;若采用反復(fù)進(jìn)刀對(duì)稱加工,每一面分兩次加工到最后尺寸,可保證平面度達(dá)到0.3mm。
(2)如果板材零件上有多個(gè)型腔,如圖4所示。加工時(shí),不宜采用一個(gè)型腔一個(gè)型腔的次序加工方法,這樣容易造成零件受力不均勻而產(chǎn)生變形。采用分層多次加工,每一層盡量同時(shí)加工到所有的型腔,然后再加工下一個(gè)層次,使零件均勻受力,減小變形。
(3)通過改變切削用量來減少切削力、切削熱。在切削用量的三要素中,背吃刀量對(duì)切削力的影響很大。如果加工余量太大,一次走刀的切削力太大,不僅會(huì)使零件變形,而且還會(huì)影響機(jī)床主軸剛性、降低刀具的耐用度。如果減少背吃刀量,又會(huì)使生產(chǎn)效率大打折扣。不過,在數(shù)控加工中都是高速銑削,可以克服這一難題。在減少背吃刀量的同時(shí),只要相應(yīng)地增大進(jìn)給,提高機(jī)床的轉(zhuǎn)速,就可以降低切削力,同時(shí)保證加工效率。
(4)走刀順序也要講究。粗加工強(qiáng)調(diào)的是提高加工效率,追求單位時(shí)間內(nèi)的切除率,一般可采用逆銑。即以最快的速度、最短的時(shí)間切除毛坯表面的多余材料,基本形成精加工所要求的幾何輪廓。而精加工所強(qiáng)調(diào)的是高精度高質(zhì)量,宜采用順銑。因?yàn)轫樸姇r(shí)刀齒的切削厚度從最大逐漸遞減至零,加工硬化程度大為減輕,同時(shí)減輕零件的變形程度。
(5)薄壁工件在加工時(shí)由于裝夾產(chǎn)生變形,即使精加工也是難以避免的。為使工件變形減小到最低限度,可以在精加工即將達(dá)到最后尺寸之前,把壓緊件松一下,使工件自由恢復(fù)到原狀,然后再輕微壓緊,以剛能夾住工件為準(zhǔn)(完全憑手感),這樣可以獲得理想的加工效果??傊?,夾緊力的作用點(diǎn)最好在支承面上,夾緊力應(yīng)作用在工件剛性好的方向,在保證工件不松動(dòng)的前提下,夾緊力越小越好。
(6)在加工帶型腔零件時(shí),加工型腔時(shí)盡量不要讓銑刀像鉆頭似的直接向下扎入零件,導(dǎo)致銑刀容屑空間不夠,排屑不順暢,造成零件過熱、膨脹以及崩刀、斷刀等不利現(xiàn)象。要先用與銑刀同尺寸或大一號(hào)的鉆頭鉆下刀孔,再用銑刀銑削?;蛘?,可以用CAM軟件生產(chǎn)螺旋下刀程序。
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