薄（báo）板鋁件的數控銑削（xuē）加工工（gōng）藝

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

薄板鋁件結構簡單，但因零件材料是鋁合金，且腔底和腔壁都較薄，在加工中最大的問題是如何防止工件腔底板和腔壁變形。特別是腔底板的變形最大，中間拱起（qǐ）不平，且底板（bǎn）的厚薄不均，底板中間由於拱起而（ér）被銑削過多，加工結果底（dǐ）板中間厚度最薄，與周邊差異（yì）大。基於此，在加工實（shí）踐中，必須要（yào）結（jié）合薄板鋁件的特點，科學製定加（jiā）工工（gōng）藝，從而保證鋁件產品加工質（zhì）量達到（dào）標準要求。

一、數控加工零件工藝性分析

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（líng）件圖上，應以同一基準引注尺寸（cùn）或直接給出坐（zuò）標尺（chǐ）寸。這種標注方法（fǎ）既便（biàn）於編程（chéng），也便於尺寸之（zhī）間的相互協調。由於數控加工精度（dù）和（hé）重（chóng）複定位精度都很高，不會因產生（shēng）較大的積累誤（wù）差而（ér）破壞使用特性（xìng），因此可將局部的分散標注法改為同一基準引注尺寸，或直接給出坐標尺寸的標注（zhù）法。另外（wài），構成零件輪廓的幾何（hé）元素的條件應充分，避（bì）免編程時無法下手。

零件的內（nèi）腔和外形最好采用統一的幾何類型（xíng）和尺寸，這樣可以減少刀具規格和換刀次數，使（shǐ）編程方便，生產效（xiào）益提高。內槽圓（yuán）角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內槽圓角半徑不應（yīng）過小。零（líng）件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有關。零件銑削底平麵時，槽底圓角半徑r不應過大，應采用統一的基準定位。在數控加工中，為保證兩次裝夾加工後其相對位置（zhì）的準確性（xìng），應采用統一的基（jī）準定位。此外，還應分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保證、有無引起矛（máo）盾的多餘尺寸或影（yǐng）響工序安排的封閉尺寸等。

二、確定加工方（fāng）法與加工方案

加工方（fāng）法的選擇原則，是保證加工表麵的加工精度和表麵粗糙度的要求。由於獲得同一級精度及表麵粗糙度的加（jiā）工方法一般有（yǒu）許多，因而在實際（jì）選擇時，要結合零（líng）件的形（xíng）狀、尺寸大小和熱處理要求等全麵考慮。例如（rú），薄壁鋁件很容易變形，因此在加工時要考慮采用普通加工與

數控加工相結合（hé）的方法來優化組合加工工序，降（jiàng）低零（líng）件的製造周期，提高零件的加工效率。零件基本采用粗車（精車）外形→打孔攻絲（包括（kuò）做兩（liǎng）個工藝（yì）銷孔）→粗精加工槽的加（jiā）工方法完成（chéng）其加工製造。零（líng）件上比較精密表麵（miàn）的（de）加工，常常是（shì）通過（guò）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（liàng）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（máo）坯到最終成形（xíng）的加工方案。確定加工方案時，首先（xiān）應根據主要表麵的精度和表（biǎo）麵粗糙度的要求，初步確定為達到（dào）這些要求所需要的加工方法。例如，精度要（yào）求較高的空間弧形曲麵在經過粗加（jiā）工、半精加工後（hòu），還必須使用球頭銑刀進（jìn）行45°或（huò）135°小間距（一般（bān）精度（dù）要求高的大概在0.1～0.2m m之間）爬麵加工。

三、薄板鋁件的數控銑削加工工藝分（fèn）析

（一）熱處（chù）理

圖1 中的零件毛坯材料是 LY12，其為（wéi）鋁-銅-鎂（měi）係（xì）中的典型硬鋁合金（jīn），其成份比（bǐ）較合理，綜合性能較好（hǎo）。該合金的特點是：強度高，有（yǒu）一（yī）定的耐熱性，可用作 150 ℃以（yǐ）下（xià）的工作零件。熱狀態、退火和新淬火（huǒ）狀態下成形性能都比較好，熱處理強化效（xiào）果顯著，但熱處（chù）理工藝要求嚴格。若有條件最好進行熱處理，以提高時效後的硬度。

（二）下料

毛坯材料是軋製成的大（dà）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（lù）方向（圖2示中的雙點畫線表示軋製紋路（lù）方向），下料時注意按照圖2所示進（jìn）行下料，使（shǐ）小板材的（de）長度方向與大板塊的紋路方向垂直。

（三）數控銑（xǐ）削加工

在加工（gōng）過程中，采用UG6.0軟件建模和編程。

第一，夾持底麵，正麵粗加工見表1，為正麵粗加工工序簡（jiǎn）表。

第二，翻轉，粗（cū）銑（xǐ）夾頭此（cǐ）薄壁零件加工，最大的問題就是（shì）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削（xuē）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，如果銑到位，用平口鉗很難裝夾，故為了（le）正麵精加工時（shí）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中對此零件建模時，特意在底麵（miàn）加上了4個凸台。凸台尺（chǐ）寸（cùn）為15 mm×10 mm×3.7 mm，另外建模時還特意留出了0.3 mm的底麵精加工餘量。這樣（yàng），4個凸台（tái）的（de）存（cún）在，一方麵方便正麵精加工時的裝夾，另一方麵又能保證（zhèng）把底麵大餘量除（chú）去後，下次底麵精加工時再去除（chú）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。正麵精銑正麵時，特別注意裝夾時的夾緊（jǐn）力要合適，如果（guǒ）太大會使零件中間拱起，使得內腔底麵中央部位被（bèi）銑薄（báo）。為防止切（qiē）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（shēn）度優先。粗銑、精銑（xǐ）都（dōu）采用逆銑方式，這（zhè）樣可以有效地防止缺（quē）口變形。

第四，完全去除底麵。夾頭用準16 mm立銑（xǐ）刀先粗銑4個凸（tū）台（tái）。由於底麵是大平麵，一般應用麵銑刀來銑削，但經過實驗，發現用麵銑刀會造成此零件底（dǐ）麵變（biàn）形很大。故采（cǎi）用小（xiǎo）直徑的銑刀（dāo），雖然效率降低了（le），但可以保證工件不易變形。主軸正轉，切（qiē）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（lì）把工件往上挑，薄板工件離（lí）開墊（diàn）鐵易變（biàn）形。凸台粗銑後，底麵（miàn）還留下0.3 mm厚，長（zhǎng）寬144 mm×114 mm的餘量，但這部分材料同樣不能用麵銑（xǐ）刀來去除，否則變形（xíng）量大。經過試驗用準16 mm立銑刀來精銑底麵（miàn），底麵變形大，零件（jiàn）不（bú）合格。最終，采用飛刀，自磨刀具2把，刀具像車床上用的外（wài）圓車刀，來飛平底麵這個大平麵（miàn）。由（yóu）於此零件（jiàn）的長寬尺寸差（chà）得不大，可以先裝夾（jiá）寬106 mm兩邊飛一遍，然後換成（chéng）136 mm長邊再飛一遍。這樣，底麵的變形極小，可以獲得合格的（de）零件。