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鋁合金如何防止零件變形

發布時間:2023-02-07 06:50:09

⑴ 鋁件加工既然這么容易變形,就沒有好辦法了嗎

在飛機結構中,為了減輕重量,採用了大量的鋁合金材料的薄壁零件,由於鋁合金零件材料熱膨脹系數較大,薄壁加工過程中很容易變形。尤其是在採用自由鍛毛坯時,加工餘量大,變形問題更為突出。
鋁合金零件加工變形的原因很多,與材質、零件形狀、生產條件、切削液的性能等都有關系。
引起變形的原因,主要有以下幾個方面:
毛坯內應力引起的變形
切削力引起的變形
切削熱引起的變形
夾緊力引起的變形
所以,在加工過程中,減少加工變形的措施就尤為重要。
工業措施
減少加工變形的措施,主要有以下幾個方面:
降低毛坯的內應力
改善刀具的切削能力
合理選擇刀具幾何參數
改善刀具結構
改善工件的夾裝方法
合理安排工序

降低毛坯的內應力 採用自然或人工時效以及振動處理,均可部分消除毛坯的內應力。預先加工也是行之有效的工藝方法。對肥頭大耳的毛坯,由於餘量大,故加工後變形也大。若預先加工掉毛坯的多餘部分,縮小各部分的餘量,不僅可以減少以後工序的加工變形,而且預先加工後放置一段時間,還可以釋放一部分內應力。
改善刀具的切削能力 刀具的材料、幾何參數對切削力、切削熱有重要的影響,正確選擇刀具,對減少零件加工變形至關重要。
(1)合理選擇刀具幾何參數。
①前角:在保持刀刃強度的條件下,前角適當選擇大一些,一方面可以磨出鋒利的刃口,另外可以減少切削變形,使排屑順利,進而降低切削力和切削溫度。切忌使用負前角刀具。
②後角:後角大小對後刀面磨損及加工表面質量有直接的影響。切削厚度是選擇後角的重要條件。粗銑時,由於進給量大,切削負荷重,發熱量大,要求刀具散熱條件好,因此,後角應選擇小一些。精銑時,要求刃口鋒利,減輕後刀面與加工表面的摩擦,減小彈性變形,因此,後角應選擇大一些。
③螺旋角:為使銑削平穩,降低銑削力,螺旋角應盡可能選擇大一些。
④主偏角:適當減小主偏角可以改善散熱條件,使加工區的平均溫度下降。
(2)改善刀具結構。
①減少銑刀齒數,加大容屑空間。由於鋁件材料塑性較大,加工中切削變形較大,需要較大的容屑空間,因此容屑槽底半徑應該較大、銑刀齒數較少為好。
②精磨刀齒。刀齒切削刃部的粗糙度值要小於Ra=0.4um。在使用新刀之前,應該用細油石在刀齒前、後面輕輕磨幾下,以消除刃磨刀齒時殘留的毛刺及輕微的鋸齒紋。這樣,不但可以降低切削熱而且切削變形也比較小。
③嚴格控制刀具的磨損標准。刀具磨損後,工件表面粗糙度值增加,切削溫度上升,工件變形隨之增加。因此,除選用耐磨性好的刀具材料外,刀具磨損標准不應該大於0.2mm,否則容易產生積屑瘤。切削時,工件的溫度一般不要超過100℃,以防止變形。

改善工件的夾裝方法 對於剛性較差的薄壁鋁件工件,可以採用以下的夾裝方法,以減少變形:
①對於薄壁襯套類零件,如果用三爪自定心卡盤或彈簧夾頭從徑向夾緊,加工後一旦松開,工件必然發生變形。此時,應該利用剛性較好的軸向端面壓緊的方法。以零件內孔定位,自製一個帶螺紋的穿心軸,套入零件的內孔,其上用一個蓋板壓緊端面再用螺帽背緊。加工外圓時就可避免夾緊變形,從而得到滿意的加工精度。
②對薄壁薄板工件進行加工時,最好選用真空吸盤,以獲得分布均勻的夾緊力,再以較小的切削用量來加工,可以很好地防止工件變形。
另外,還可以使用填塞法。為增加薄壁工件的工藝剛性,可在工件內部填充介質,以減少裝夾和切削過程中工件達變形。例如,向工件內灌入含3%~6%硝酸鉀的尿素熔融物,加工以後,將工件浸入水或酒精中,就可以將該填充物溶解倒出。
合理安排工序 高速切削時,由於加工餘量大以及斷續切削,因此銑削過程往往產生振動,影響加工精度和表面粗糙度。所以,數控高速切削加工工藝過程一般可分為:粗加工-半精加工-清角加工-精加工等工序。對於精度要求高的零件,有時需要進行二次半精加工,然後再進行精加工。粗加工之後,零件可以自然冷卻,消除粗加工產生的內應力,減小變形。粗加工之後留下的餘量應大於變形量,一般為1~2mm。精加工時,零件精加工表面要保持均勻的加工餘量,一般以0.2~0.5mm為宜,使刀具在加工過程中處於平穩的狀態,可以大大減少切削變形,獲得良好的表面加工質量,保證產品的精度。

操作技巧
鋁件材料的零件在加工過程中變形,除了上述的原因之外,在實際操作中,操作方法也是非常重要的。
對於加工餘量大的零件 為使其在加工過程中有比較好的散熱條件,避免熱量集中,加工時,宜採用對稱加工。如有一塊90mm厚的板料需要加工到60mm,若銑好一面後立即銑削另一面,一次加工到最後尺寸,則平面度達5mm;若採用反復進刀對稱加工,每一面分兩次加工到最後尺寸,可保證平面度達到0.3mm。
板材零件上有多個型腔,加工時,不宜採用一個型腔一個型腔的次序加工方法,這樣容易造成零件受力不均勻而產生變形。採用分層多次加工,每一層盡量同時加工到所有的型腔,然後再加工下一個層次,使零件均勻受力,減小變形。
通過改變切削用量來減少切削力、切削熱。在切削用量的三要素中,背吃刀量對切削力的影響很大。如果加工餘量太大,一次走刀的切削力太大,不僅會使零件變形,而且還會影響機床主軸剛性、降低刀具的耐用度。如果減少背吃刀量,又會使生產效率大打折扣。不過,在數控加工中都是高速銑削,可以克服這一難題。在減少背吃刀量的同時,只要相應地增大進給,提高機床的轉速,就可以降低切削力,同時保證加工效率。
走刀順序也要講究粗加工強調的是提高加工效率,追求單位時間內的切除率,一般可採用逆銑。即以最快的速度、最短的時間切除毛坯表面的多餘材料,基本形成精加工所要求的幾何輪廓。而精加工所強調的是高精度高質量,宜採用順銑。因為順銑時刀齒的切削厚度從最大逐漸遞減至零,加工硬化程度大為減輕,同時減輕零件的變形程度。
壓緊件的問題薄壁工件在加工時由於裝夾產生變形,即使精加工也是難以避免的。為使工件變形減小到最低限度,可以在精加工即將達到最後尺寸之前,把壓緊件松一下,使工件自由恢復到原狀,然後再輕微壓緊,以剛能夾住工件為准(完全憑手感),這樣可以獲得理想的加工效果。總之,夾緊力的作用點最好在支承面上,夾緊力應作用在工件剛性好的方向,在保證工件不松動的前提下,夾緊力越小越好。
在加工帶型腔零件時加工型腔時盡量不要讓銑刀像鑽頭似的直接向下扎入零件,導致銑刀容屑空間不夠,排屑不順暢,造成零件過熱、膨脹以及崩刀、斷刀等不利現象。要先用與銑刀同尺寸或大一號的鑽頭鑽下刀孔,再用銑刀銑削。或者,可以用CAM軟體生產螺旋下刀程序。
工件變黑
鋁是活潑金屬,在一定的溫度和濕度條件下極易氧化變黑或發霉,這是鋁本身的特性決定的,選用的清洗劑具有強腐蝕性,造成壓鑄鋁腐蝕氧化。

⑵ 鋁合金怎樣保證熱處理後不變形

鋁合金熱處理後保證不變形是根本做不到的事情,只能夠通過夾具設計、減少溫差、採用緩和的冷卻介質等減少熱應力和組織應力的方法來減少變形,或者使變形向著有利的方向進行(例如鑽孔鑽大了,可以使變形向著孔縮小的方向進行)。

⑶ 利用熱處理和冷處理的方法來解決鋁型材加工變形

一、熱處理

對於加工比較復雜的鋁合金零件,可以採用粗加工再熱處理,再精加工的方式。對於結構復雜精度要求高的鋁合金零件,在粗加工後安排熱處理工序的同時,可以在精加工後安排穩定化熱處理工序,防止鋁合金零件在放置、安裝、使用過程中發生輕微的尺寸變化。

二、冷處理

解決鋁合金零件加工變形的冷處理方法主要有震動時效和人工冷校型。震動時效是利用機械作用是鋁合金零件震動,在震動過程中應力得以鬆弛或重新分布達到穩定尺寸的目的。與熱處理相比,震動時效有節能,周期短,費用低等優點。

人工冷校型是指零件加工變形後有人工對零件進行校型,對鋁合金零件不對的施加外力,達到內應力釋放的目的。

⑷ 控制鋁合金鍛件加工變形的方法有哪些

你說的那些變形也可能與鋁合金鍛件的熱處理有關,通常情況下,鋁合金鍛打後必須要進行退火處理,目的是消除加工硬化、應力、提高塑性。

⑸ 有什麼方法讓鋁件加工不這么容易變形

  1. 降低毛坯的內應力

  2. 改善刀具的切削能力

  3. 合理選擇刀具幾何參數

  4. 改善刀具結構

  5. 改善工件的夾裝方法

  6. 合理安排工序

⑹ 鋁材裝車如何減少變形

1、注意走刀順序,粗加工都注重加工效率,都會以盡量少的時間來切割掉盡量多的鋁料,粗加工一般採用逆銑,精加工注重高精度,宜採用順銑。
2、薄壁鋁型材裝夾注意事項,薄壁的鋁型材本身就非常容易變形,所以在深加工的時候要非常小心,格外注意,裝夾時不能過緊也不宜過松,所以在快要完成的時候將夾具稍微松一些,就可以讓工件恢復一下形狀,輕輕的壓緊,真的非常考驗工人的水平。
3、適當的選擇對稱加工,對於加工餘量比較大的零件,為了較好的加工散熱性,可以選擇對稱的加工方法。

⑺ 如何防止鋁合金在焊接的時候膨脹變形

(1)使用直徑較小之焊條及較小電流。
(2)改正焊接順序
(3)焊接前,使用夾具將焊件固定以免發生翹曲。
(4)避免冷卻過速或預熱母材。
(5)選用穿透力低之焊材。
(6)減少焊縫間隙,減少開槽度數。
(7)注意焊接尺寸,不使焊道過大。
(8)注意防止變形的固定措施。

⑻ 如何減少鋁型材加工變形的正確操作方法

1.
對於加工餘量大的鋁材零件,為使其在加工過程中有比較好的散熱條件,避免熱量集中,加工時,宜...
2.
如果鋁型材零件上有多個型腔,加工時,不宜採用一個型腔一個型腔的次序加工方法,這樣容易造成...
3.
通過改變切削用量來減少切削力、切削熱;在切削用量的三要素中,背吃刀量對切削力的影響很大...
4.
走刀順序也要講究;粗加工強調的是提高加工效率,追求單位時間內的切除率,一般可採用逆銑

⑼ 怎樣防止鋁合金變形

◆鋁鑄錠與擠壓裂紋
一是熱裂紋一般沿晶開裂,開裂處發黑,已被氧化,裂紋成鋸齒狀,形狀不規則;
預防措施:科學合理和嚴格控制鋁合金化學成分與雜質含量;避免鋁液過熱和在爐內停留過長時間;合理制訂鑄造工藝,准確控制鑄造溫度和鑄造速度;鋁液供流和冷卻應均勻;防止和避免外來夾雜物掉人鑄造鋁液等措施,有效避免鋁鑄錠裂紋產生,為優質鋁合金擠壓製品創造先決條件。
一是冷裂紋從晶內開裂,裂口未氧化,呈銀色折線狀發亮。
預防措施:加強鋁合金材質檢查,雜質含量超標和原始組織不合格不投產;生產中嚴格校驗控溫儀表,控溫精度必須達到±1.5℃;針對不同牌號的鋁合金坯料,制訂相應的合理的加熱溫度,確保均勻加熱;制訂適合不同牌號鋁合金的擠壓速度和擠壓變形量,使熱塑性變形盡量均勻;改進模具結構設計,擠壓件斷面的稜角部位盡可能大些;試驗表明,鋁錠預先均勻退火(540℃~560℃,保溫4—6h快冷)可降低擠壓力1 5%~25%,提高擠壓速度1 0%--1 5%,顯著增加熱塑性等上述措施,可有效防止和避免擠壓裂紋的產生。
◆氣泡起皮
預防措施。提高鋁錠質量,選用優質鋁錠和嚴格鋁材人庫和投產前檢查;及時更換嚴重磨損的擠壓筒和擠壓墊,並保持清潔、光滑;控制熱處理氣氛,防止水蒸氣進人昶減少對擠壓墊片和模具的潤滑,調整擠壓機使其動作均勻協調,制訂合理的擠壓速度和擠壓變形量,確保排氣暢通;擠壓筒預熱溫度應低於鋁坯加熱溫度25℃--35℃;防止潤滑劑過量,及時清除鋁金屬氧化殼及腐蝕污物等措施,能有效防止鋁製品起泡起皮,達到質量指標。
◆ 擦傷
預防措施。對擠壓模具進行表面改性強硬化處理,提高紅硬性、耐磨性和抗擦傷能力;選用優質精煉模具鋼,具有純清度高、雜質少、晶粒細、碳化物小、等向性能優、化學成分和組織均勻等特點:或用鋼結硬質合金製造模具,經鐓造與復合強硬化熱處理,使模具工作型面具有高硬度、紅硬性、耐磨性、抗疲勞、抗咬合、抗粘結、抗腐蝕和抗擦傷等特性,而鋼基體具有高強硬性,表硬內剛賦予高壽命;選擇最佳工作帶寬度,生產一定鋁製品後,拋光模具型面與工作帶;確保工模具與擠壓設備裝配精度;經常潤滑導路與導管。採用上述措施能有效防止鋁製品表面擦傷,確保鋁製品內在質量和表面質量優良。
◆過熱過燒
預防措施。選用高精度WJ一1型微機控溫,能使控溫精度達到±1.5℃;加強加熱設備維修與檢查,確保爐腔內各部位溫度均勻一致;嚴格檢查鋁錠坯料,不得有油污等易燃物,保持坯料清潔;制訂先進合理的熱加工工藝規程,精心操作等措施,有效避免過熱過燒,從而確保鋁製品組織性能和表面質量合格。
◆塑性變形超差
預防措施。科學合理地精確設計模具,避免懸壁過大、過長和安裝擠壓導路;嚴格控制擠壓溫度和擠壓速度,確保勻速塑性變形,避免中途停車;合理准確地計算坯料長度,避免余料;加熱成品首件檢查,發現問題及時維修好設備,確保設備正常運轉作業;調整好擠壓溫度、擠壓速度及工藝參數。使之相互協調配合等措施,可有效防止鋁製品塑性變形超差,達到優質高產。
◆焊合不良
預防措施。採用先進的擠壓設備、先進技術和先進工藝,並加強科學管理;正確合理設計模具,確保鋁金屬塑性流動均勻並很好焊合;採用優質鋁鑄錠,確保表面光潔無異物,擠壓前清理干凈鋁坯料表面;針對不同牌號鋁合金,制訂合理的擠壓溫度和擠壓速度;確保擠壓設備及工模具工作部位無異物等上述措施,可以獲得優質平整焊縫,使其具有高的機械力學性能和商品表面,在外力作用下不易裂開。

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