薄板鋁件的數控銑削加工工藝（yì）

發布日期：2019-09-05 00:00 來（lái）源：http://www.zzhuida.com 點擊：

薄板鋁件結構（gòu）簡單，但因零（líng）件材料是鋁合金，且腔底和腔壁都較薄，在加工中最大（dà）的（de）問題是如何防止工件（jiàn）腔底板和腔壁變形。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（bǎn）中間由於（yú）拱起而被銑削過多，加工結果底板（bǎn）中（zhōng）間厚度最薄，與周邊差（chà）異大。基於此，在加工實踐（jiàn）中，必須要結合薄板鋁件的特點，科學製定加工工藝，從而保證鋁件產品加工質量達到標準要求。

一、數控加工零件工藝性分析

零（líng）件圖上尺（chǐ）寸標注方（fāng）法應適應數控加（jiā）工的特點，在（zài）數控加工零件圖上，應（yīng）以同一基準引（yǐn）注尺寸或（huò）直接給出坐標尺（chǐ）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（diào）。由於數控加工精度和重複定位精（jīng）度都很高，不會因產生（shēng）較大的積累誤差而破壞使用特性，因此（cǐ）可將局部的分散（sàn）標注法改（gǎi）為同一基準引注尺寸，或直接給出坐標（biāo）尺寸的標注法。另外，構成零件輪廓的幾何元（yuán）素的條（tiáo）件應充分，避免編程時無法下手（shǒu）。

零件（jiàn）的內腔和外形最好采用統一的幾何類型和尺寸（cùn），這（zhè）樣可以（yǐ）減少刀具規格和換刀次數，使編程方（fāng）便，生產效益提高。內槽圓角的大小決定著刀具直徑（jìng）的大小，因而內槽圓角半（bàn）徑不應過小（xiǎo）。零（líng）件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉接（jiē）圓弧（hú）半徑（jìng）的大小等有關。零件銑削底平麵（miàn）時，槽底圓角半徑r不應過大，應采用統一的基準定（dìng）位。在數控加工中，為保（bǎo）證兩次裝夾加工後其相對位置的準（zhǔn）確性，應采用統一的基準定位。此外，還應分析（xī）零件所要求的加工精度、尺寸公差（chà）等是否可以得到保證、有無引起矛盾的多餘（yú）尺寸或影響工（gōng）序安排的（de）封閉尺寸（cùn）等。

二（èr）、確定加工方法與加工方案

加工方法的選擇原則，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（biǎo）麵粗糙度的加工方法一般有許多，因（yīn）而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和熱（rè）處理要求等全麵考慮。例如，薄（báo）壁鋁件（jiàn）很容（róng）易變形，因（yīn）此在加工時要考慮采用普（pǔ）通加工與

數控加工相結合的方法來優化組合加工工序，降低零件的製（zhì）造周（zhōu）期，提高零件的（de）加工效率。零件（jiàn）基本采用粗（cū）車（精車）外形→打孔攻（gōng）絲（包括做兩個（gè）工藝銷孔）→粗精加工槽（cáo）的加工方法完成其加工製造。零件上比較精密表麵的加工，常（cháng）常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表麵僅根據質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還（hái）應正確地（dì）確定從毛坯到（dào）最終成形的加工方案。確定加工方案時（shí），首先應根據主要表麵的精度和表麵粗（cū）糙度的要求（qiú），初步確定為達到這些要求所需要的加工方（fāng）法。例如，精度要求較高的（de）空間弧（hú）形曲麵在（zài）經（jīng）過粗加工、半精加工後（hòu），還必須使用球頭銑（xǐ）刀（dāo）進行45°或135°小間距（一般精度要求高的大（dà）概在0.1～0.2m m之間）爬（pá）麵（miàn）加工。

三、薄（báo）板鋁件的數控銑削加（jiā）工工藝分析

（一）熱處理

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（jīn），其成份比（bǐ）較合理，綜合（hé）性能較好。該合金的特（tè）點（diǎn）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（dōu）比（bǐ）較好，熱處理強化效果顯（xiǎn）著（zhe），但（dàn）熱處理工藝要求嚴格。若有（yǒu）條件最好進行熱處理，以提高時效後的硬度。

（二（èr））下料

毛坯材料是軋（zhá）製（zhì）成的大塊鋁（lǚ）板，需要下料（liào）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（zhōng）的雙點畫線（xiàn）表示軋製紋路（lù）方向），下料時注意按照圖（tú）2所示進（jìn）行下料，使小板材的長度方向與大板塊（kuài）的紋路方向垂直（zhí）。

（三）數控銑削加工

在加工過程中（zhōng），采用UG6.0軟件建（jiàn）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表。

第（dì）二，翻轉，粗（cū）銑（xǐ）夾頭（tóu）此（cǐ）薄壁零（líng）件加工，最大的問題就是加工中易發生變形。為了防止變形，底麵的夾頭（tóu）不能（néng）一次（cì）性銑削到位，同時考慮到正麵精加工時裝夾問題，因為底麵凸緣厚（hòu）度隻有2 mm，如（rú）果銑到位，用平口（kǒu）鉗很難裝夾，故為了正麵（miàn）精加工時方便裝夾和正麵精加工後去底（dǐ）麵夾頭時不（bú）引起大（dà）的變形，在UG中對此零件建模時，特意在底麵加上了4個凸台。凸台（tái）尺寸為15 mm×10 mm×3.7 mm，另外建模時還特（tè）意留出了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夾，另一（yī）方麵又能保證把底麵大餘量除去後，下次底麵精加工時（shí）再去除小餘量（凸台夾頭及0.3 mm厚的餘量）時不至於（yú）因為切削（xuē）力大而引起工件大（dà）變形（xíng）。

第三，精銑。正麵精（jīng）銑正麵時，特別注意裝夾時的夾緊力（lì）要合適，如果太大會使零件中間拱起，使（shǐ）得內腔底麵中央部位被銑薄。為防（fáng）止切削變形，采用先半精銑再（zài）精銑的方法。然後粗、精銑2個缺口，缺口粗銑時下刀量要小，層優先；而精銑時采用深度優先。粗（cū）銑、精銑都采用逆（nì）銑方式，這樣可以有效地防止缺口變形。

第四，完全去除底（dǐ）麵。夾頭用準16 mm立銑刀先粗銑4個凸台。由於底麵是大（dà）平麵，一般應用麵銑（xǐ）刀來銑削，但（dàn）經過實驗（yàn），發現用麵銑刀會造成此零件底（dǐ）麵變形很大。故采用小直徑的銑刀，雖然效率降低了，但可以保證工件（jiàn）不易變形。主軸正轉，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（tiě），不易變（biàn）形。注意走刀路線不能相對圖4反向走，因為切削（xuē）力把（bǎ）工件往上挑，薄板工件離開墊鐵易變形（xíng）。凸台（tái）粗銑後，底麵還留下0.3 mm厚（hòu），長寬144 mm×114 mm的餘量（liàng），但（dàn）這部分材料同樣不能用麵銑刀來去除，否則變形量大。經過試驗用準16 mm立銑刀來精銑底麵，底（dǐ）麵變形大，零件不合格。最終，采（cǎi）用飛刀，自磨刀具2把，刀（dāo）具像車床上用的外圓車刀（dāo），來（lái）飛平（píng）底麵這個大平麵。由於此零件（jiàn）的長寬尺寸（cùn）差得不（bú）大，可以先裝（zhuāng）夾寬106 mm兩邊飛一遍，然後換成136 mm長邊再飛一遍。這（zhè）樣，底麵的變形極小，可以獲得合格的零件（jiàn）。