铝合金是重要的工业原料。由于其硬度相对较小,热膨胀系数较大,在薄壁、薄板类零件的机械加工中容易发生变形。除了刀具性能以及预先采用时效处理材料的内应力之外,从加工工艺的角度,也可以采取一些手段,尽可能减少材料的加工变形。
对于加工余量较大的铝合金零件,为了创造较好的散热条件,减少热变形,必须尽量避免热量过于集中,可以采取的方法就是对称加工。举例来说,有一块90毫米厚的铝合金板,需要将其铣削至60毫米厚,如果铣好一面之后立即翻过来铣另一面,由于每个面都是一次加工到的尺寸,连续加工余量较大,就会造成热量集中的问题,这样铣削好的铝合金板平面度只能达到5毫米。如果采用两面反复进刀的对称加工方法,使每个面都至少分两次加工,直到达到的尺寸,这样有利于散热,平面度可以控制在0.3毫米。
分层多次加工法
当铝合金板类零件上有多个型腔需要加工时,如果采用一个型腔一个型腔依次加工的方法,就容易使型腔壁由于受力不均匀而缠上变形。的解决方法是采取分层多次加工法,即同时对所有型腔进行加工,但不是一次加工完成,而是分若干个层次,逐层加工到需要的尺寸。这样零件受力会比较均匀,变形的几率较小。
恰当选择切削用量
选择恰当的切削用量可以有效减少切削过程中的切削力和切削热。机械加工过程中,切削用量偏大会导致一次走刀的切削力过大,极易造成零件的变形,而且对机床主轴刚性和刀具的耐用度都会造成影响。在切削用量的各个要素中,对切削力影响的就是背吃刀量。按说减小背吃刀量有利于保证零件不变形,但同时又会降低加工效率。数控加工的高速铣削能够解决这一问题,只需要在减小背吃刀量的同时,相应地增大进给量,并提高机床的转速,就可以既降低切削力,又能够保证加工效率。