7 способов избежать деформации деталей при обработке алюминиевых сплавов 

Алюминиевый сплав является важным промышленным сырьем. Из-за относительно небольшой твердости и большого коэффициента теплового расширения он склонен к деформации при обработке тонкостенных и тонколистовых деталей. Помимо улучшения характеристик инструмента и устранения внутренних напряжений в материале путем предварительной обработки старением, с точки зрения процесса обработки можно также принять некоторые меры для минимизации деформации материала при обработке.

Для деталей из алюминиевого сплава с большими припусками на обработку, чтобы создать лучшие условия для отвода тепла и уменьшить тепловую деформацию, необходимо стараться избегать слишком большой концентрации тепла, и метод, который можно использовать, - это симметричная обработка. Например, есть пластина из алюминиевого сплава толщиной 90 мм, нужно обработать ее до толщины 60 мм, если фрезеровать хорошую сторону сразу после переворачивания, чтобы обработать другую сторону, из-за того, что каждая сторона обрабатывается до окончательного размера, припуск на непрерывную обработку большой, возникнут проблемы с концентрацией тепла, так что плоскостность отфрезерованной пластины из алюминиевого сплава может достигать только 5 мм. Если принять симметричный метод обработки с повторной подачей с обеих сторон, то каждая сторона обрабатывается по крайней мере дважды до достижения окончательного размера, что способствует отводу тепла, и плоскостность можно контролировать на уровне 0,3 мм.

▌ Многослойная многократная обработка

Когда необходимо обработать несколько полостей на деталях из пластин алюминиевого сплава, при последовательном методе обработки полости легко сделать стенку полости из-за неравномерной силы и запутанной деформации. Лучшим решением является многослойный метод обработки, то есть одновременно обрабатываются все полости, но не завершается обработка, а разделяется на несколько уровней, слой за слоем обрабатывается до необходимого размера. Таким образом, усилие на деталь будет более равномерным, а вероятность деформации - меньше.

▌ Правильный выбор объема резки

Выбор соответствующего количества режущего инструмента позволяет эффективно снизить силу резания и теплоту резания в процессе резания. В процессе обработки дозировка резания приведет к чрезмерной силе резания за один проход, что с большой вероятностью вызовет деформацию деталей, а также повлияет на жесткость шпинделя станка и долговечность инструмента. На величину резания каждого элемента наибольшее влияние оказывает сила резания. Считается, что уменьшение величины обратной тяги способствует обеспечению отсутствия деформации деталей, но в то же время снижает эффективность обработки. Высокоскоростная фрезерная обработка с ЧПУ может решить эту проблему, нужно только уменьшить величину обратной тяги в то же время, соответственно увеличить величину подачи, и улучшить скорость станка, можно не только уменьшить силу резания, но и обеспечить эффективность обработки.

▌ Повышение режущей способности инструмента

Материал и геометрические параметры инструмента оказывают большое влияние на силу резания и теплоту резания, поэтому правильный выбор инструмента необходим для уменьшения деформации обрабатываемой детали.

① Разумный выбор геометрических параметров инструмента.

Передний угол: при условии сохранения прочности режущей кромки передний угол следует выбирать больше, с одной стороны, это позволяет отшлифовать острую кромку, с другой - уменьшить деформацию при резании, сделать удаление стружки плавным, а затем снизить силу резания и температуру резания. Никогда не используйте инструменты с отрицательным передним углом.

Задний угол: величина заднего угла оказывает непосредственное влияние на износ задней поверхности фрезы и качество обработанной поверхности. Толщина резания является важным условием для выбора заднего угла. При грубом фрезеровании из-за большой подачи, большой нагрузки на режущую часть, выделения тепла, требований к условиям теплоотвода инструмента, поэтому задний угол должен быть выбран меньшим. При тонком фрезеровании предъявляются требования к остроте кромки, уменьшению трения между задней поверхностью и обрабатываемой поверхностью, уменьшению упругой деформации, поэтому задний угол следует выбирать больше.

Угол спирали: Чтобы сделать фрезерование плавным и уменьшить усилие фрезерования, угол спирали должен быть выбран как можно большим.

Угол главного отклонения: Соответствующее уменьшение угла главного отклонения может улучшить условия отвода тепла, так что средняя температура в зоне обработки снижается.

② Улучшение структуры инструмента.

Уменьшите количество зубьев фрезы и увеличьте пространство для стружки. Поскольку материал из алюминиевого сплава более пластичен, деформация резания при обработке больше, что требует большего пространства для стружки, поэтому радиус дна канавки для удержания стружки должен быть больше, а количество зубьев фрезы меньше. Например, фреза длиной менее φ20 мм имеет два зубца; фреза длиной φ30～φ60 мм имеет три зубца, чтобы избежать деформации тонкостенных деталей из алюминиевого сплава из-за блокировки стружки.

Точная заточка зубьев ножа: значение шероховатости режущей кромки зубьев ножа должно быть менее Ra = 0,4 мкм. Перед использованием нового ножа следует использовать мелкий масляный камень для мягкой шлифовки несколько раз в передней и задней части зубьев ножа, чтобы устранить заусенцы и небольшие зазубрины, оставшиеся при заточке зубьев ножа. Таким образом, можно не только уменьшить нагрев при резке, но и добиться относительно небольшой деформации при резке.

Строго контролируйте норму износа инструмента: после износа инструмента увеличивается значение шероховатости поверхности заготовки, повышается температура резания, а вместе с ней увеличивается деформация заготовки. Поэтому, помимо выбора хороших износостойких материалов для инструмента, норма износа инструмента не должна превышать 0,2 мм, иначе легко образуется стружечная опухоль. При резке температура заготовки, как правило, не должна превышать 100 ℃, чтобы предотвратить деформацию.