如何避免鋁件加工變形?

機械加工鋁件變形的原因有很多, 與鋁材有關的, 零件的形狀, 以及CNC機械設備. 主要有以下幾個方面: 毛坯內應力, 切削力, 切削熱所引起的變形, 以及鎖模力引起的變形.

減少加工變形的製程措施
1. 降低毛坯內應力. 自然或人工時效及振動處理可部分消除毛坯內應力. 前處理也是一種有效的處理方法. 對於大毛坯, 由於餘裕較大，加工後變形也較大. 如果預銑大毛坯的多餘部分. 不僅可以減少後續工序中的加工變形, 而且經過預處理也可以釋放一部分內應力.
2. 提高刀具的切削能力和刀具的材料. 幾何參數對切削力和切削熱有重要影響. 正確選擇刀具對於減少零件變形至關重要.

1) 合理選擇銑刀的幾何參數.
① 前角: 在保持刀刃強度的情況下, 前角應適當大一些. 一方面, 它可以磨削鋒利的切割刃, 另一方面, 可以減少切削變形, 使排屑順利, 然後降低切削力和切削溫度. 切勿使用負前角刀具.
② 後角: 後角的大小直接影響後刀面的磨損和加工表面的質量. 切削厚度是選擇後角的重要條件. 粗銑時, 由於進給量大, 切削負荷大、發熱大, 要求工具有良好的散熱條件. 所以, 間隙角應較小. 精銑時, 要求切削刃鋒利，以減少後刀面與已加工表面的摩擦，減少彈性變形. 所以, 後角應該更大.
③ 螺旋角: 為了使銑削順利並減少銑削力, 螺旋角應選擇盡可能大的.
④ 主偏角: 適當減小主偏角可以改善散熱條件，降低加工區域的平均溫度.

防止機械加工鋁件變形的方法

2) 改進銑刀結構.
①減少銑刀齒數，增加容屑空間. 由於鋁材的可塑性大, 加工時切削變形大, 並且需要更大的晶片容量空間, 因此容屑槽的底部半徑應較大，銑刀齒數應較少.
②銑刀齒的精磨. 齒刃口粗糙度值應小於Ra=0.4um. 使用新刀之前, 磨牙時應用細油石輕磨牙齒的正反面，以消除殘留的毛邊和輕微的鋸齒。. 這樣, 不僅可以降低切削熱, 而且切削變形也比較小.
③嚴格控制銑刀磨損標準. 工具磨損後, 工件表面粗糙度值增加, 切削溫度升高, 且工件變形增大. 所以, 除了選擇耐磨性好的刀具材料外, 刀具磨損標準應不大於0.2mm, 否則容易產生積屑瘤. 切割時, 工件溫度一般不超過100℃，以防變形.

防止加工大型鋁件變形的填充方法

3. 改進工件裝夾方法. 適用於剛性差的薄壁鋁工件, 可採用以下裝夾方法來減少變形:
① 對於薄壁鋁襯套零件. 若採用三爪自定心式卡盤或彈簧卡盤從徑向夾緊, 一旦處理後釋放, 工件不可避免地會變形. 此時, 應採用剛性較好的軸向端面夾緊方式. 定位零件的內孔, 自製一個穿過心軸的螺紋, 將其套入零件的內孔中, 用蓋板壓住端面，然後用螺帽旋緊. 外圓加工時可避免裝夾變形, 從而獲得滿意的加工精度.
② 加工薄壁、薄板鋁工件時, 最好使用真空吸盤以獲得均勻分佈的夾緊力, 然後以較小的切削厚度進行加工 (數量), 可以很好的防止工件變形. 另外, 也可以採用內部填充的方法. 為了增加薄壁工件的加工剛性, 可在工件內部填充介質，減少工件裝夾、切削時的變形. 例如, 倒入含有尿素熔體 3% 到 6% 硝酸鉀進入工件. 加工後, 將工件浸入水或酒精中，使填充物溶解並倒出.

4. 合理安排流程. 高速切削時, 由於加工餘量大且連續切削, 銑削過程經常產生振動, 影響加工精度和表面粗糙度.
所以, CNC高速切削的加工過程一般可分為: 粗加工 – 半精加工 – 清角處理 – 精加工及其他工序. 對於精度要求高的零件, 有時需要進行第二次半精加工，然後進行精加工. 粗加工後, 零件可自然冷卻，消除粗加工產生的內應力，減少變形. 粗加工後留下的餘量應大於變形量, 一般來說 1 到 2 毫米. 整理過程中, 零件的精加工表面應保持均勻的加工餘裕, 一般0.2-0.5mm為宜, 使刀具在加工過程中處於穩定狀態. 可大幅減少切削變形, 獲得良好的表面加工質量, 並確保產品精度.

除了上述原因外, 鋁件的操作方法在實際操作上也很重要.