鋁件CNC加工后變形怎么辦

鋁合金現(xiàn)在應(yīng)用在很多領(lǐng)域，是CNC加工行業(yè)必不可少的原材料。但與其他金屬相比，它的硬度低，熱膨脹值巨大，這使得鋁合金精密零件cnc加工容易產(chǎn)生產(chǎn)品變形。鋁合金精密零件cnc加工變形的原因很多，與材料、生產(chǎn)條件、零件形狀、切削液性能等有關(guān)。因此，為了減少加工變形，鋁合金精密零件cnc加工廠家可以采取多種措施，改進(jìn)工藝，達(dá)到減少變形的目的。下面介紹幾種可以減少鋁件CNC加工零件變形的方法。

降低鋁毛坯件的內(nèi)應(yīng)力

毛坯件的內(nèi)應(yīng)力可通過自然或人工時(shí)效和振動(dòng)處理得到部分消除。預(yù)處理也是一個(gè)有效的過程。對(duì)于較大的毛坯鋁件，加工后的變形也很大。如果將多余的鋁材從毛坯件上切掉，可以獲得精確的公差并改善變形。停留一段時(shí)間后，內(nèi)心的壓力也會(huì)釋放一部分。

提高刀具的切削能力

切削刀具的材料和幾何參數(shù)對(duì)切削力和切削熱有重要影響。正確選擇刀具對(duì)減少零件的加工變形非常重要。

影響工具性能的幾何參數(shù)：

前角：

必須正確配置前角以保持刀片的強(qiáng)度，否則鋒利的邊緣會(huì)磨損。在保持刃口強(qiáng)度的情況下，前角應(yīng)適當(dāng)大一些。一方面，它可以磨削鋒利的邊緣。另一方面可以減少切削變形，使切屑順利排出，進(jìn)而降低切削力和切削溫度。我們不建議使用負(fù)前角刀具。

后角：

后角的大小直接影響側(cè)面磨損和加工質(zhì)量。切削厚度是配置后角時(shí)需要考慮的重要參數(shù)。在粗銑中，由于進(jìn)給量大，切削負(fù)荷大，熱量輸出大，要求刀具有良好的散熱條件，因此應(yīng)選擇較小的后角。精銑時(shí)，要求刃口鋒利，以減少側(cè)面與加工面的摩擦，減少彈性變形。因此，應(yīng)選擇較大的后角。

螺旋角：

為使銑削順暢，減小銑削力，螺旋角應(yīng)盡量大。

進(jìn)入角度：

適當(dāng)減小主偏角可以改善散熱條件，降低加工區(qū)的平均溫度。鋁加工件

改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)

減少刀齒數(shù)，增加容屑空間。

由于鋁材塑性大，加工時(shí)切削變形大，因此需要較大的容屑空間。因此，容屑槽底部半徑應(yīng)大一些，銑刀齒數(shù)應(yīng)少一些。

槽底半徑宜大些，減少銑刀齒數(shù)。例如，20mm以下的銑刀采用兩個(gè)切削齒，30～60mm的銑刀采用三個(gè)切削齒，以避免鋁合金薄壁件因切屑堵塞而變形。

精密研磨刀齒

刃口粗糙度小于Ra=0.4um。新刀具使用前，應(yīng)將切削齒的前后表面用細(xì)齒輕輕磨擦，以消除磨削切削齒時(shí)留下的毛刺和細(xì)小的鋸齒痕。這樣，不僅可以降低切削熱，而且切削變形也比較小。

嚴(yán)格控制刀具磨損標(biāo)準(zhǔn)。

刀具磨損后，工件表面粗糙度增大，切削溫度升高，工件變形量增大。因此，除了選擇耐磨性好的刀具材料外，刀具的磨損標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)大于0.2mm，否則容易產(chǎn)生切屑刃口。CNC銑削或CNC車削時(shí)，加工工件的溫度不得超過100℃，以防變形。

改進(jìn)工件的裝夾方式。

對(duì)于剛性較差的薄壁鋁制工件，可采用以下裝夾方法來減少變形：

對(duì)于薄壁CNC加工襯套零件，如果采用三爪自定心卡盤或彈簧卡盤從徑向夾緊，加工后一旦松開，工件難免發(fā)生變形。這時(shí)應(yīng)采用壓入剛性好的軸向端面的方法。根據(jù)零件內(nèi)孔的位置，制成帶螺紋的心軸，對(duì)零件內(nèi)孔進(jìn)行定位。將其插入零件的內(nèi)孔。用蓋板壓緊端面，用螺母向后擰緊。加工外圓時(shí)，可避免夾緊變形，獲得滿意的加工精度。

此外，還可以使用填充方法。為提高薄壁工件的加工剛性，可在工件內(nèi)填充介質(zhì)，以減少工件在裝夾和切削時(shí)的變形。例如，將含有3%～6%硝酸鉀的尿素熔體倒入工件中。加工后，將工件浸入水中或酒精中，然后將填料溶解后倒出。

合理安排生產(chǎn)流程

在高速切削中，由于加工余量大且斷續(xù)切削，銑削時(shí)常發(fā)生振動(dòng)，影響加工精度和表面粗糙度。因此，數(shù)控高速切削技術(shù)一般可分為粗加工、半精加工、清角和精加工。對(duì)于精度要求高的零件，有時(shí)需要先進(jìn)行二次半精加工，再進(jìn)行精加工。零件粗加工后可自然冷卻，以消除內(nèi)應(yīng)力，減少變形。

粗加工后的余量應(yīng)大于變形量，一般為1-2mm。精加工時(shí)，零件表面應(yīng)平整。一般0.2-0.5mm為最佳，在精加工過程中保持刀具處于穩(wěn)定狀態(tài)，可大大減少切削變形，獲得良好的表面加工質(zhì)量，保證產(chǎn)品精度。

除了以上原因外，在實(shí)際操作中操作方法也很重要，正確的操作方法也能大大減少鋁合金零件的彎曲。AL5052機(jī)加工

對(duì)稱加工

對(duì)于加工余量較大的鋁件，必須避免熱量過度集中，以產(chǎn)生更好的散熱效果，減少熱變形。對(duì)稱加工可以防止在加工過程中零件周圍產(chǎn)生過多的熱量。因此，它減少了熱變形的機(jī)會(huì)。

選擇正確的切割參數(shù)

選擇合適的切削參數(shù)將減少切削熱和切削力。高于正常值的切削參數(shù)會(huì)導(dǎo)致鋁CNC加工時(shí)切削力過大。由于產(chǎn)生的熱量大，容易引起零件變形。此外，由于工具壽命損害主軸的剛性，因此壽命的耐久性降低。

在切削參數(shù)的所有因素中，對(duì)切削力影響最大的是背切深度的多少。但是，雖然減少刀具數(shù)量有助于保證零件不變形，但同時(shí)也降低了加工效率。CNC加工的高速銑削可以解決這個(gè)問題。通過減小后切深度、提高進(jìn)給量和提高機(jī)床速度，加工可以減小切削力，保證加工效率。

分層技術(shù)加工

當(dāng)鋁合金零件上有多個(gè)型腔時(shí)，由于受力不均，一腔一腔的順序加工方法不宜加工，容易造成零件受力不均和變形。銑削采用多種分層加工方式，每一層同時(shí)加工到所有型腔，再加工下一層，使零件受力均勻，減少變形。與一次加工零件相比，此選項(xiàng)零件變形的風(fēng)險(xiǎn)更小。較早的情況是鋁CNC加工時(shí)受力比較均勻。

鉆銑

加工帶有空腔的零件有其自身的問題。如果將銑刀直接應(yīng)用于零件，由于銑刀的容屑空間不足，切削會(huì)不順暢。這導(dǎo)致大量切削熱的積累，零件的膨脹和變形，甚至零件或工具的潛在斷裂。

解決這個(gè)問題的最好方法是先鉆再銑。這包括先用不小于銑刀的刀具鉆一個(gè)孔，然后將銑刀放入孔中開始銑削。

注意刀具走刀順序。

粗銑強(qiáng)調(diào)加工效率的提高和單位時(shí)間內(nèi)切削速度的追求。通常可以使用逆銑。也就是說，以最快的速度和最短的時(shí)間去除毛坯表面的多余材料，基本形成精加工所需的幾何輪廓。精密加工強(qiáng)調(diào)高精度和高質(zhì)量，推薦使用前銑。由于切削齒的切削厚度從最大值逐漸減小到零，工件的硬化程度大大降低，零件的變形程度也減小。