薄板鋁件的數（shù）控銑削加（jiā）工工（gōng）藝

發布日期：2019-09-05 00:00 來源：http://www.ylhyxx.com 點擊：

薄板鋁件結構簡單，但因零件材料是鋁合金，且腔底和腔壁（bì）都較（jiào）薄，在加工中最大（dà）的問題是如何防止工件腔底板和腔壁變形（xíng）。特別是腔底板（bǎn）的變形最（zuì）大，中間拱起不平（píng），且底板的厚（hòu）薄不均，底板中間由於（yú）拱起而被銑削過多（duō），加工（gōng）結果底板中（zhōng）間厚度（dù）最（zuì）薄，與周邊差異大。基（jī）於此，在（zài）加工實踐中，必須要結合薄（báo）板鋁件的特點，科學製定加工工藝，從而保證鋁件產品加工質量（liàng）達到標準要求。

一、數控加工零件（jiàn）工藝性分析

零件圖上（shàng）尺（chǐ）寸標注方（fāng）法應適應數控（kòng）加工的特點，在數控（kòng）加工零件圖上（shàng），應（yīng）以同一基準引注尺寸或直接給出坐標（biāo）尺寸。這種標注（zhù）方法既便於編程，也便於尺寸之間的相互協調。由於數（shù）控加工精度和重複（fù）定（dìng）位精度都很高（gāo），不會因產生較大的積累誤差（chà）而（ér）破壞使用特性，因此可將局部的分散標注法改為同（tóng）一（yī）基準引注尺寸，或直接給出坐標尺寸的標注法。另（lìng）外，構（gòu）成零件輪廓的幾何元素的條件應充分，避免編程時（shí）無法（fǎ）下手（shǒu）。

零（líng）件的內腔和外形最好采（cǎi）用統（tǒng）一的幾何類型和尺寸，這樣可（kě）以減少刀具規（guī）格（gé）和換刀次數，使編（biān）程方便，生產效益提高。內槽圓（yuán）角的大小決定著刀具直（zhí）徑的大小，因而內槽圓角半徑（jìng）不應過小。零件（jiàn）工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉接圓弧半徑的大小等（děng）有關。零件銑削底平麵時，槽底圓角半徑r不應過大，應采用（yòng）統一的基準定位。在數控加工中，為保證兩次裝夾加工後其相對位（wèi）置（zhì）的準（zhǔn）確性，應采用（yòng）統一的基準定位。此外，還應分析零（líng）件所要求（qiú）的加工精度、尺寸公差等是否可（kě）以得到保證、有無引起矛（máo）盾（dùn）的多餘尺寸或影響工序安排的封閉（bì）尺寸等。

二、確定加工方法（fǎ）與加工方（fāng）案

加工方法的（de）選擇原則，是保證加工表（biǎo）麵的加工精度和表（biǎo）麵粗糙度的要求。由於獲得同一級精度及表（biǎo）麵粗糙（cāo）度的加工方（fāng）法（fǎ）一般有許多，因而在實（shí）際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全麵考慮。例如，薄壁（bì）鋁件很容易變形，因此在（zài）加工時要考慮采用普通加工與

數控加工相結合的方法來優化（huà）組合（hé）加工工（gōng）序，降低零件的製造周期，提高零件的（de）加（jiā）工效率。零件基本采用粗（cū）車（精車）外形→打孔攻絲（包括（kuò）做兩個工藝銷孔）→粗精加工槽的加工方法完成其加工製造。零件上比較精密表麵的（de）加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表麵僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方（fāng）案。確定加工方案時，首先應根據主要表麵的精度（dù）和（hé）表麵粗（cū）糙度的要求，初步確定（dìng）為達（dá）到這些要求所需要的加工方法。例如，精度要求（qiú）較高的空間弧形曲麵在經（jīng）過粗加（jiā）工（gōng）、半精加工後，還必須使（shǐ）用（yòng）球頭銑刀進行（háng）45°或135°小間距（一般精度（dù）要求（qiú）高的大概在0.1～0.2m m之間（jiān））爬麵加工。

三、薄板鋁件的數控銑削（xuē）加工工藝分析

（一）熱處理

圖1 中的（de）零件毛坯材料是 LY12，其為鋁-銅（tóng）-鎂係中的典（diǎn）型硬鋁合金，其成份比較合理，綜合性能較（jiào）好。該合金的特點是：強度高，有一定（dìng）的耐（nài）熱（rè）性，可用作 150 ℃以下的工作零件。熱狀態、退火和新淬（cuì）火狀態下成形性能都比（bǐ）較好，熱處理強化效果顯著，但熱處理工藝要求嚴格。若有（yǒu）條件最好進行熱處理，以（yǐ）提高時效後的硬度。

（二）下料

毛坯材料是軋製成的大塊鋁板，需要下料成為144 mm×114 mm×12 mm小板材。由於軋（zhá）製鋁板有紋路方向（圖（tú）2示中的雙點畫線表示（shì）軋製紋路方向），下料時注（zhù）意按照圖2所示進行下料，使小板材的長度方向與大板塊的紋路方向垂直（zhí）。

（三）數控銑削加工

在（zài）加工過程中，采用UG6.0軟件建模和編程。

第一，夾持底（dǐ）麵（miàn），正麵（miàn）粗加工見表（biǎo）1，為（wéi）正麵粗加工工序簡表。

第二，翻轉，粗銑（xǐ）夾頭此薄壁零件加工，最（zuì）大的問題就是加工中易發生變形。為了防止變形，底麵的夾頭不能一次性銑（xǐ）削到位（wèi），同時考（kǎo）慮到正麵（miàn）精加工時裝夾問題，因為底麵凸緣厚度隻有2 mm，如果銑到位，用（yòng）平口鉗很難裝夾，故為（wéi）了正麵精加工時方便裝夾和正麵精加工（gōng）後去底麵夾頭時不引起大的變形，在UG中對此零件建模時（shí），特意在底麵加上了4個凸台。凸台尺寸為15 mm×10 mm×3.7 mm，另外（wài）建模時還特意留出（chū）了0.3 mm的底麵（miàn）精加工餘量。這樣，4個凸台（tái）的存在，一方麵（miàn）方便正麵精加工時（shí）的裝夾，另一方麵又能保（bǎo）證把底麵大餘量除去後（hòu），下次底麵精（jīng）加工時再去除小餘量（凸台夾頭及0.3 mm厚的餘量）時不至於因為切削力大而引起工件大變形。

第三，精（jīng）銑。正麵精銑正麵（miàn）時，特別注意裝夾時的夾緊力要合適，如果太大會使零件中間拱起，使得內腔底麵中央部位（wèi）被（bèi）銑薄。為防止切削變形，采（cǎi）用先半精銑再精銑的（de）方（fāng）法。然（rán）後粗、精銑2個缺口，缺（quē）口粗銑時（shí）下刀量要小，層優先；而精銑（xǐ）時采用（yòng）深（shēn）度優先。粗（cū）銑、精銑都采用逆銑方（fāng）式，這樣可以有效地（dì）防止缺口變形。

第四，完全去除底麵。夾頭用準16 mm立銑刀先粗銑4個凸台。由於底麵是大平麵，一般應用麵銑（xǐ）刀來銑削，但經過實驗，發現用麵銑刀會造成（chéng）此零件底麵變形很大。故采用小直徑的銑刀，雖然效率降低了，但可以保證工件不易（yì）變形（xíng）。主軸正轉，切屑往零件外邊飛，切（qiē）削力把工（gōng）件往（wǎng）下壓，使得工件緊貼墊鐵，不易變形。注意走刀路線不能相對圖4反向（xiàng）走，因為切削力把工件往上挑，薄板工件離開墊鐵易變形。凸台（tái）粗銑（xǐ）後，底麵還留下0.3 mm厚，長寬144 mm×114 mm的餘量，但這部分材料同樣不能用麵銑（xǐ）刀（dāo）來去除，否則變形量大。經過（guò）試驗用準16 mm立（lì）銑刀來精銑底麵，底麵變形大，零件不合格。最終，采用飛刀，自磨刀具（jù）2把（bǎ），刀具像車（chē）床上用的外圓車刀，來（lái）飛平底麵這個大平（píng）麵。由（yóu）於此零（líng）件的長寬尺寸差得不（bú）大，可（kě）以先裝夾寬106 mm兩邊飛一遍，然後換成（chéng）136 mm長邊再飛一遍。這樣，底（dǐ）麵的（de）變形極小，可以獲（huò）得合格（gé）的零件。