薄板鋁件的數控銑削加工（gōng）工藝

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

薄板鋁件結構簡單（dān），但因零件材料是鋁合金，且腔底和腔壁都較薄，在加工中最大的問（wèn）題是如何防止工件腔底板和腔壁變形（xíng）。特別是腔底板的變形最大，中間拱起不平，且底板的厚（hòu）薄不均，底板中間由於拱（gǒng）起而被銑削過多（duō），加工結果底板中間（jiān）厚度最薄，與周邊差異大。基於此，在加工實踐中，必須要結合薄板（bǎn）鋁件的（de）特點，科學製定加工工藝，從而保證鋁（lǚ）件產品加工質量達（dá）到標準要（yào）求。

一、數控加工零件工藝性分析

零件圖上尺寸標注方（fāng）法應適應數控加工的特點，在數控加工零件圖（tú）上，應以同一基準引注尺寸或直接（jiē）給出坐標尺寸。這種標注方法（fǎ）既便於編程，也便（biàn）於尺寸之間的相（xiàng）互協調。由於數控加工精度和重複定位精度都很高，不會因（yīn）產生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的（de）分散（sàn）標注法改（gǎi）為同一（yī）基準引注尺寸，或直接給出坐標尺寸的標注法。另外，構成零件輪廓的（de）幾何元素的條件應（yīng）充分，避免（miǎn）編程時無法下手。

零件的內腔和外形最好采用統一的幾何類（lèi）型和尺寸，這（zhè）樣可以減少刀具規格和（hé）換刀次數，使編程方便，生產效（xiào）益提高。內槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而（ér）內槽圓角半徑不應（yīng）過小。零件工藝（yì）性的好壞與被加工輪廓的高低、轉接圓弧半徑（jìng）的大小等有（yǒu）關。零件銑削（xuē）底平（píng）麵時，槽底圓角半徑（jìng）r不應過大，應采（cǎi）用統一（yī）的基準定位。在數控加工中，為（wéi）保證兩（liǎng）次（cì）裝（zhuāng）夾加（jiā）工後其（qí）相對位置的準確性，應采用統一（yī）的基準定位。此外，還應分（fèn）析零件所要求的加工精度、尺寸公（gōng）差（chà）等是否可以得到保證、有（yǒu）無引起矛盾的多餘尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。

二、確定（dìng）加工（gōng）方法與加工方案

加（jiā）工方法（fǎ）的選（xuǎn）擇原則，是保證加工表麵的加（jiā）工精度和表麵粗糙度的要（yào）求。由於獲得同一級精（jīng）度（dù）及表麵粗糙度的加工方（fāng）法一般有許多，因而在實際選（xuǎn）擇時，要結合零件（jiàn）的形狀（zhuàng）、尺寸大小和熱處理要求（qiú）等全麵考慮（lǜ）。例如，薄壁鋁件很容易變形，因此在加工時要（yào）考慮采用（yòng）普通加工與

數（shù）控加工相結合的方法來優化組合（hé）加（jiā）工（gōng）工序，降低零件的製造周期，提高零件的加工效（xiào）率。零件基本采用粗車（chē）（精車）外形→打孔攻絲（包括（kuò）做兩個工藝銷孔（kǒng））→粗精加工槽的加工方法完成其加（jiā）工製（zhì）造。零件上比較精密表麵的加工，常常是通過（guò）粗加工、半精加工和精加（jiā）工逐步達到的。對這些表麵僅根據（jù）質量（liàng）要（yào）求選擇相應的最（zuì）終加工方法是不夠的，還應正確（què）地（dì）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和表麵粗糙度的要求，初步（bù）確（què）定為達到這些要求所需要的加工方法。例如，精度要求較高的空間弧形曲麵在經過粗（cū）加工、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（一般精度要求高的（de）大概在0.1～0.2m m之間）爬麵加工（gōng）。

三、薄板鋁件的數控銑削加工工藝分析

（一）熱（rè）處理

圖1 中的零件毛坯材料是 LY12，其為鋁-銅-鎂係中的典型硬鋁合金，其成（chéng）份（fèn）比（bǐ）較合（hé）理，綜合性能較好。該合金的特點是：強度高，有一定的耐熱性，可用作 150 ℃以下的工作零件。熱狀態、退火和新淬火狀態下成形性能都比較好，熱處理強化（huà）效果顯（xiǎn）著，但（dàn）熱處理工藝要求嚴格（gé）。若有條件（jiàn）最好進行熱處理，以提高時效後的硬度。

（二（èr））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。由於軋製鋁板有紋路方向（圖2示中的雙點畫線表示（shì）軋製紋路方（fāng）向），下料時注意按照圖2所示進行（háng）下料，使小板（bǎn）材的長（zhǎng）度方向與大板（bǎn）塊的（de）紋路方向垂直。

（三）數控銑削加工（gōng）

在加工過（guò）程中，采用UG6.0軟件建模和編程。

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，最大的問題就是加工中易發生變形（xíng）。為（wéi）了防止變形，底麵的（de）夾頭不能一（yī）次性銑（xǐ）削到位，同時考慮到正麵精加工時裝夾問題，因為底麵凸緣厚度隻有2 mm，如果銑（xǐ）到位，用平口鉗很難裝夾，故為了正麵精加（jiā）工時方便裝夾和正（zhèng）麵精加工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（dǐ）麵加（jiā）上了4個凸台。凸台尺寸為15 mm×10 mm×3.7 mm，另外建模時還特意留（liú）出（chū）了0.3 mm的底麵精加工餘量。這樣，4個凸台的存在，一方麵方便正麵精加工時的裝（zhuāng）夾，另一方麵又（yòu）能保證把底麵大餘量除（chú）去後，下次底（dǐ）麵精加工時再去除小餘量（凸（tū）台夾（jiá）頭及0.3 mm厚的餘量）時不至於因為切削力大而（ér）引起工件大變形。

第三，精銑。正麵精銑正麵時，特別注意裝（zhuāng）夾時的夾緊力要合（hé）適（shì），如（rú）果太大會使零件中間拱起，使得（dé）內腔底麵中（zhōng）央部位（wèi）被銑薄。為防止切削變形（xíng），采用先半精銑再精銑的方法。然後粗、精（jīng）銑2個缺口，缺（quē）口粗銑時下刀量要小，層優先；而精銑時（shí）采用深度優先。粗銑、精銑都采用逆銑方（fāng）式，這樣可以有效地防止缺（quē）口變形。

第四，完全（quán）去除底麵。夾頭用準（zhǔn）16 mm立銑刀先粗銑4個凸台。由於（yú）底（dǐ）麵是大平麵，一般應用麵銑刀來銑（xǐ）削，但經過實驗，發現用（yòng）麵銑刀會造成此零件（jiàn）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（zhèng）工（gōng）件不易變形（xíng）。主（zhǔ）軸正轉，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。注意走（zǒu）刀路線不能相對圖4反向走，因為切削力把（bǎ）工件（jiàn）往上挑，薄板工件離開墊鐵易變形。凸台（tái）粗銑後，底（dǐ）麵還留下0.3 mm厚，長（zhǎng）寬144 mm×114 mm的餘量，但這部分材料同（tóng）樣不能用麵銑刀來去除，否則變形量大。經過試驗用準16 mm立銑刀（dāo）來精銑底（dǐ）麵，底麵（miàn）變形大，零（líng）件不合格。最終，采用飛刀，自磨刀具2把，刀具像車床上用的（de）外圓車刀，來飛平底麵這個大平麵。由於此零件的長寬尺（chǐ）寸差得不大，可以先裝夾寬106 mm兩邊飛一遍（biàn），然（rán）後換（huàn）成136 mm長邊再飛一遍。這樣，底麵（miàn）的變形極小，可以獲得合格的零件。