除了改善刀具性能以及预先采用时效处理消除材料的内应力之外,在实际操作中,使用恰当的操作方法可以有效避免铝型材加工变形。
1.对称加工法
对于加工余量大的零件,为使其在加工过程中有比较好的散热条件,避免热量集中,加工时,宜采用对称加工。
2.分层多次加工法
如果板材零件上有多个型腔,如下图所示。加工时,不宜采用一个型腔一个型腔的次序加工方法,这样容易造成零件受力不均匀而产生变形。采用分层多次加工,每一层尽量同时加工到所有的型腔,然后再加工下一个层次,使零件均匀受力,减小变形。
3.恰当选择切削用量
通过改变切削用量来减少切削力、切削热。在切削用量的三要素中,背吃刀量对切削力的影响很大。如果加工余量太大,一次走刀的切削力太大,不仅会使零件变形,而且还会影响机床主轴刚性、降低刀具的耐用度。如果减少背吃刀量,又会使生产效率大打折扣。不过,在数控加工中都是高速铣削,可以克服这一难题。在减少背吃刀量的同时,只要相应地增大进给,提高机床的转速,就可以降低切削力,同时确保加工效率。
4.走刀顺序要讲究
粗加工和精加工应该采用不同的走刀顺序。粗加工强调的是提高加工效率,追求单位时间内的切除率,一般可采用逆铣。即以及时的速度、用较短的时间切除毛坯表面的多余材料,基本形成精加工所要求的几何轮廓。而精加工所强调的是高精度高质量,宜采用顺铣。因为顺铣时刀齿的切削厚度从大逐渐递减至零,加工硬化程度大为减轻,同时减轻零件的变形程度。
5.薄壁件二次压紧
薄壁工件在加工时由于装夹产生变形,即使精加工也是难以避免的。为使工件变形减小到至低限度,可以在精加工即将达到要求尺寸之前,把压紧件松一下,使工件自由恢复到原状,然后再轻微压紧,以刚能夹住工件为准,这样可以获得理想的加工效果。总之,夹紧力的作用点尽量要在支承面上,夹紧力应作用在工件刚性好的方向,在确保工件不松动的前提下,夹紧力越小越好。
6.先钻后铣加工法
在加工带型腔零件时,加工型腔时尽量不要让铣刀像钻头似的直接向下扎入零件,导致铣刀容屑空间不够,排屑不顺畅,造成零件过热、膨胀以及崩刀、断刀等不利现象。要先用与铣刀同尺寸或大一号的钻头钻下刀孔,再用铣刀铣削。或者,可以用CAM软件生产螺旋下刀程序。
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