薄板鋁件的數（shù）控銑削加工工藝

發布日期：2019-09-05 00:00 來源（yuán）：http://www.yessmart.cn 點擊：

薄（báo）板鋁件結構簡單，但因零件材（cái）料是鋁合金，且腔底和腔壁（bì）都較薄，在加工（gōng）中最大的問題是如何防止工件（jiàn）腔底板和腔壁變（biàn）形。特別是腔底板的變形最大，中間拱起不平（píng），且底板的厚薄不均，底板中間由於拱起而（ér）被銑削過多，加工結（jié）果（guǒ）底板中間厚度最薄，與周邊差異大。基於（yú）此，在加工實（shí）踐中，必須（xū）要（yào）結合薄板鋁件的特點，科學製定加工工藝，從而（ér）保證鋁件產品加工質量達到標準要求。

一、數控加工零件（jiàn）工藝性分（fèn）析

零件圖上尺寸標注方法應適應數控加工的特點，在數控（kòng）加工零件（jiàn）圖上，應以同一基準引注尺寸或直接（jiē）給出（chū）坐標尺寸。這種標注方法既（jì）便於編程，也便於尺寸之間的相互協調。由於數控加工精度和（hé）重複定（dìng）位精度都很高，不會（huì）因產生較大（dà）的積（jī）累誤差而破壞使用特性，因此（cǐ）可將局部的分散標注法（fǎ）改為（wéi）同一基準引注尺（chǐ）寸，或直接給出坐標（biāo）尺（chǐ）寸的標注法。另外（wài），構成零件輪廓的幾何元素的條件應（yīng）充分，避免編程時無法下手。

零件的（de）內腔和外形最（zuì）好（hǎo）采用統一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具（jù）規格和換刀次數，使編程方便，生產（chǎn）效益提高。內槽圓角的大小（xiǎo）決定著刀具直徑的大（dà）小，因（yīn）而內槽圓角半徑不應過小。零（líng）件工藝性的好壞與被加工（gōng）輪廓的高（gāo）低、轉接圓弧半徑的大小等（děng）有關。零件銑削底平麵（miàn）時，槽底圓角半徑r不應過大，應（yīng）采用統一的基（jī）準定位。在數控加工中，為保證兩次裝夾加工（gōng）後其（qí）相（xiàng）對位置的準確性（xìng），應采用統一的基（jī）準定位。此外，還應分（fèn）析零件所要求（qiú）的加工精度、尺寸公差等是（shì）否可以得到保證、有無（wú）引起矛盾的多餘尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等（děng）。

二、確定（dìng）加工方法與加工方案

加工方（fāng）法的選擇原（yuán）則，是保證加工表麵的加工精度（dù）和表麵粗糙度的要求。由於獲（huò）得同一級（jí）精度及表麵粗糙（cāo）度的加（jiā）工方法一般有（yǒu）許多，因而在（zài）實際選擇（zé）時，要結合零件的（de）形狀、尺（chǐ）寸大小和熱處理要求等全麵（miàn）考慮。例如，薄壁鋁件很容易變形，因（yīn）此（cǐ）在加工時要（yào）考慮采用普通加工（gōng）與

數控加工相結合的方法來（lái）優化組合加工工序，降低（dī）零件的製造周（zhōu）期（qī），提高零件的加工效率。零件基本采用粗車（精車）外（wài）形→打孔（kǒng）攻絲（包括做兩個工（gōng）藝（yì）銷孔）→粗（cū）精加工槽的加工方法完成其加工製造。零件上比（bǐ）較（jiào）精密表麵的加工，常（cháng）常是通過粗加（jiā）工、半精加工和精加工逐步達到的（de）。對這（zhè）些表麵僅（jǐn）根據質量要求選擇相（xiàng）應的最終加工方法是不夠（gòu）的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。確（què）定加工方案時（shí），首先應根據主要表麵的精度和表麵粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求所需要的加（jiā）工（gōng）方法。例如，精度要求較高的空間弧形曲（qǔ）麵在（zài）經（jīng）過粗加工、半精（jīng）加工後，還必（bì）須使用球頭銑刀進行45°或135°小間距（一般精度要求高的大概在0.1～0.2m m之間（jiān））爬麵加工。

三、薄板鋁件的（de）數控銑削加工工藝分析

（一）熱（rè）處理（lǐ）

圖1 中（zhōng）的零件毛坯材料（liào）是 LY12，其為鋁-銅-鎂係中的（de）典型硬鋁合金，其成份比較合理，綜合性能較好。該合金的特點是：強度高（gāo），有一定的（de）耐熱性，可用（yòng）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（dōu）比較（jiào）好，熱處理強（qiáng）化效果顯著，但熱處理工藝要求嚴格。若有條件最好進（jìn）行（háng）熱處理，以（yǐ）提高時效後的硬度。

（二（èr））下料

毛坯材料是軋（zhá）製成的（de）大塊鋁板，需要下料成為144 mm×114 mm×12 mm小板材。由於軋製鋁板有紋路方向（圖2示中的雙點畫（huà）線表示軋製（zhì）紋路方向），下料時注意按照圖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。

（三）數控銑削加工

在加（jiā）工過程中（zhōng），采用UG6.0軟件（jiàn）建模和編程。

第一，夾持底麵，正麵粗加（jiā）工見表1，為正麵粗加工工序簡表。

第二，翻轉，粗銑夾頭此薄壁零件加工，最大的問題就是加（jiā）工中易發生（shēng）變形。為了防止變形，底麵的夾頭不能一次性銑（xǐ）削到位，同（tóng）時考慮到正麵精加工時裝夾問題，因為底麵凸緣（yuán）厚度隻有2 mm，如果銑到位，用平（píng）口鉗很（hěn）難裝夾，故為了正麵精（jīng）加工時方便裝夾和正麵精加工後去底麵夾頭時不引起大的變形，在UG中（zhōng）對此（cǐ）零件建模時，特意在底麵加上了4個凸台。凸台尺寸為（wéi）15 mm×10 mm×3.7 mm，另外建模時還特意留出了（le）0.3 mm的底（dǐ）麵精加工餘量。這樣，4個凸台的（de）存在，一方麵方便正麵精加工時的裝夾，另一方麵又能保證把（bǎ）底麵大餘量除去後，下次底麵精加工時再去除小餘量（凸台（tái）夾頭及0.3 mm厚的餘量）時不至於因為切削力大而引（yǐn）起工件大變（biàn）形。

第（dì）三，精銑。正麵精銑正麵時，特別注（zhù）意（yì）裝夾時的夾緊力要合（hé）適，如果太大會使（shǐ）零（líng）件中間拱起，使（shǐ）得內腔底麵中央部位被銑薄。為（wéi）防止切削變形，采用先半精銑再精銑的方法。然後粗、精銑2個缺口，缺口粗（cū）銑時下刀量要小，層優先；而精銑時采用深度優先。粗銑、精銑都采用（yòng）逆銑方式，這樣可以有效地防止缺口變形。

第四，完全去除底麵（miàn）。夾頭用準16 mm立銑刀先粗銑4個凸（tū）台。由於底（dǐ）麵是大平麵，一（yī）般（bān）應用麵（miàn）銑刀來銑削，但經過實驗，發現（xiàn）用麵銑刀會造成此零件底麵（miàn）變形很大。故采（cǎi）用小直（zhí）徑的銑刀，雖然效率降低了，但可（kě）以保證工件不易變形。主軸正轉（zhuǎn），切屑往零件外邊飛，切削力把工件往下壓，使得工件緊貼墊鐵，不易變形。注意（yì）走刀路（lù）線不能相（xiàng）對（duì）圖4反向走，因為切削力把工件往上（shàng）挑，薄板工件離開墊鐵易變形。凸台粗銑後，底麵還留下0.3 mm厚，長寬144 mm×114 mm的餘量，但這部分材（cái）料同（tóng）樣不能用麵銑刀來去除，否則變形量大。經（jīng）過試驗用準16 mm立銑刀來精銑底（dǐ）麵，底麵變形大，零件不合格（gé）。最終，采用飛（fēi）刀，自磨刀具2把，刀具像車床上用的外圓車刀，來飛平底麵這個大平麵。由於此零件的長寬尺寸差得不大，可以（yǐ）先裝（zhuāng）夾寬（kuān）106 mm兩邊飛一遍，然後換成136 mm長（zhǎng）邊再飛一遍。這樣，底麵的變形（xíng）極小（xiǎo），可以獲得合格的零件。