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    公司動態

    輕松解決復雜鋁合金零件加工難題的辦法都在這里

    發布日期:2019-9-6 14:52:26 點擊次數:

    鋁合金零件具有良好的力學性能,材質比重較小,且擁有良好的抗腐蝕性能及優良的工藝性,常用于萬向結構件及框架類部件,既能滿足機械強度及精度要求,又能有效減輕設備重量,因此在復雜部件中得到廣泛應用。

         但復雜鋁合金結構件形狀復雜,精密配合要素多,尺寸精度要求較高,云上精密小編在此介紹一下復雜鋁合金結構件所面臨的難題及解決途徑,希望對行業朋友有所裨益。
         一、復雜鋁合金零件所面臨的加工難題
         復雜鋁合金結構件在加工過程中首先要解決材料去除余量較大所導致的零件變形問題,因為毛坯為棒材、管材或厚板材,為了使尺寸接近零件本身,需要通過機械加工后去除絕大部分余量。由于材料去除量大,原有的纖維組織狀態被完全破壞,加工應力大,加工后殘余應力重新平衡,引起零件變形,加大了加工難度。
         復雜鋁合金結構件在加工過程中要克服的另一個難題就是應力變形問題。殘余應力有兩種,一種是初始殘余應力,另一種是加工殘余應力。初始殘余應力即鋁合金毛坯中存在的相對平衡的內應力,當多余部分材料被去除后,原有的應力平衡遭到破壞,應力發生再平衡,從而會導致零件變形。加工殘余應力是在切削力、切削熱或者兩者相互作用下,刀具與工件相互作用的區域產生塑性變形,該變形在受到其他因素的影響下而產生殘余應力。
         工藝條件不足是復雜鋁合金零件加工過程中必須解決的另一難題。對復雜鋁合金零件進行加工,需用四軸以上機床,且機床必須有較高的幾何精度、良好的穩定性。

         復雜鋁合金零件加工過程中需要解決基體強度不足的問題。復雜鋁合金零件的某些部位因剛度不足,加工過程中在切削力的作用下產生彈性變形,形成讓刀,卸荷后回彈,造成尺寸超差。由于讓刀使得切削過程不穩定,往往伴隨著振刀,從而導致在已加工表面留下較大振紋,嚴重影響零件表面質量。

    高精度復雜鋁合金零件加工

         二、復雜鋁合金零件加工難題的破解方法
         為了確保加工質量,在復雜鋁合金零件加工過程中必須克服加工變形問題。因此,在工藝路線設計時,應把握“先變形、后加工”的總原則,以此為依據進行工序劃分、工序尺寸設計、刀具及參數選擇、夾具及夾緊方式選擇、輔助裝夾等。
         大部分加工余量應在粗加工階段去除。引起零件整體或重要局部變形的槽、孔、臺等部位應進行預先加工。特別是側壁開口槽、圓周上的貫穿平面、不對稱的槽孔結構等,這些部位加工后將打破原有應力平衡,引起零件較大變形,因此在粗加工階段就應加工出大體輪廓,對于精度要求不高的減重等功能孔、槽,可直接加工到最終尺寸。
         加工刀具的選擇。粗加工階段,以高效率、低成本為目標,對刀具要求較低。但因切削余量大,產生大量切削熱,加大了殘余應力,因此要求刀具應保持鋒利,加工時保持充分冷卻。精加工階段,選擇刀具應有足夠剛度并有良好耐磨性,以保證尺寸及形位公差精度,刀具應保持鋒利,切削刃光潔度良好,以減小切削力,降低切削熱,并使切削過程平穩,減小系統顫振。盡量選用硬質合金銑刀及涂層刀,有條件時,可選用聚晶金剛石刀具。
         工裝應設計合理,定位可靠,夾、壓力既能滿足裝夾需求,又能最大限度減小對零件變形的影響。
         必須制定合理的工藝路線。因結構復雜,精度高,復雜鋁合金結構件必須分粗加工、半精加工、精加工,并在中間穿插熱處理工序,以減小殘余應力的影響。工序間余量分配,應根據各個零件結構特點,合理分配,在能保證變形后余量足夠的前提下,盡量減小精加工余量。對公差較大的尺寸要素,應在半精加工時得到保證,以減少精加工去除余量,減少變形幾率。
         復雜鋁合金零件的粗加工以去除余量為目的,可采用虎鉗或三爪裝夾,夾緊力應保證裝夾可靠。精加工時,為保證滿足尺寸及形位公差精度,定位基準面一定要有良好的平面度,使定位面與工作平臺有良好的貼合。因此,精加工前,一般專門安排工序,對定位面進行精修加工,以消除半精加工及去應力后引起的定位面變形,開放式平面一般選擇鉗工研磨,封閉式平面選擇高精度機床精銑。精修定位面時,一般采用虎鉗裝夾,且要求夾緊力要小,零件在自然狀態下夾緊,不得敲平。
         復雜鋁合金零件的精加工階段,一般需要進行多面加工,因而采用工裝定位壓緊的裝夾方式。為了防止過于壓緊而引起的變形,要求壓板壓緊力要垂直于受力面,盡量避免產生側向分力。選擇壓緊位置時,工件在受力位置應是實心,且與定位工裝緊密接觸,不得有較大的窗口、懸空等,以減小壓緊力因素的影響。 
         鋁合金復雜件在加工時,因某些區域剛性不足,易導致讓刀并伴有振紋,嚴重影響零件尺寸及表面質量。為了減少乃至消除讓刀現象,除了對切削參數進行優化外,還可采用增加輔助支撐的辦法,可大大減少讓刀及振刀現象,保證了零件尺寸精度和表面質量。
         局部變形導致的尺寸變動,可以通過數控程序進行調整,通過對檢測數據的分析,在程序中增加了進、退刀補償程序。通過抬刀補償,部分彌補了變形引起的厚度尺寸變化,從而滿足批產穩定性要求。

         鋁合金復雜零件由于其結構復雜,精度要求高,針對復雜件的加工難點,應遵循“先變形,后加工”的原則。在這一原則下制定出合理地加工工藝路線,配備適合的工藝裝備,并通過選擇合適的工藝參數、定位夾緊方式、正確處理精加工定位面、增加輔助支撐、引入數控程序補償等措施,從而有效解決高精度復雜鋁合金的加工難題。


         深圳云上精密是一家長期從事鋁合金零件CNC加工的企業,技術力量雄厚,加工設備先進,同時擁有一支既有豐富理論知識又有實踐經驗的精英技術團隊,精通鋁合金零件的結構設計和產品開發,在鋁合金零件,特別是高精度復雜鋁合金零件加工方面積累了豐富的經驗,多年來先后為諸多企業客戶提供了優質的鋁合金零件的設計及加工服務。


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