cnc加工铝合金外壳为什么变形,怎么预防？

cnc加工铝合金外壳为什么变形,怎么预防？

很多时候，我会遇到一些大的铝合金。如果铝合金硬度低，加工后容易变形。如果一些大型 铝合金外壳零件 遇到，为了防止变形，在开模和粗加工前要防止变形。将轮廓结构大致打开，然后将正反面压平，使其垂直，然后用机器制作光刀的正反面。如果工件的侧壁很薄，则必须在放置机器之前对其进行热硬化。也可根据工件的结构留有厚度。然后拉直工件平行度的垂直度，刷刷工件整个平面。也可以解决工件变形的问题。

如果是比较小的工件，那么产品平面应与工作台平齐，反面制作时不应有间隙。然后可以用反面来解决变形的问题，也可以先把羊毛压平，再把面作为底面。然后用另一面做正面，这样工件可以垂直，工件不会变形太大。

对于一些较薄的工件，制作侧面时尚夹是合理的。使用弓形夹具无法在没有力的情况下夹紧工件。最好用直角铁将工件压平，然后用弓形夹将工件夹到直角铁平整的地方。在很多情况下，变形是由于夹紧不合理造成的，

1、残余应力：

金属材料在形成过程中，金属晶体的排列不是理想状态的整齐排列，晶体的大小和形状不尽相同，存在原始的残余应力，随着时间缓慢释放，产生一定的形变。另外，在精密零件加工过程中，金属切削的塑性变形和刀具与工件间的摩擦热，使已加工的表面和里层温差较大，产生较大的热应力，形成热应力塑性变形。

金属切削过程中产生的变形并不是单一的原因造成的，往往是几种原因组合作用的结构，而且这种组合作用在加工过程中不是一成不变的，随着加工进行的不断变化，究竟哪一种原因对变形的影响较大，很难进行判断，只能从引起变形的原因入手，采取相应的工艺方法，尽量减小加工变形。

2、装夹力：

由于铝合金薄壁腔体零件的壁比较薄，无论采用台虎钳装夹还是卡盘装夹，都会产生横向或径向的装夹力，不可避免会产生装夹变形。装夹变形程度跟装夹力的大小有关，装夹力如果很大，就会形成不可恢复的塑性变形。

如果较小，就会形成弹性变形，弹性变形会在零件卸载后恢复，但切削加工是在弹性变形没有恢复的时候进行的，单一弹性变形的恢复会为加工后的零件带来新的变形。

3、切削运动：

切削过程是刀具和工件相互作用的过程，该过程使刀具从工件上去除部分材料。切削运动使材料的晶体颗粒间产生挤压、拉伸、拉断等现象，这些现象会使晶体的原子间产生位移，形成不可恢复的塑性变形。

铝合金是工业中使用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中均有铝合金工件。在飞机结构中为了减轻重量，采用了大量的铝合金材料的薄壁零件，由于铝合金零件材料热膨胀系数较大，薄壁加工过程中很容易变形。尤其是在采用自由锻毛坯时余量大，变形问题更为突出。

一、铝合金工件切削变形的原因

铝合金零件变形的原因很多，与材质、零件形状、工艺条件、切削油的性能等都有关系。主要有以下几个方面：毛坯内应力引起的变形，切削力、切削热引起的变形，夹紧力引起的变形。

二、减少工件变形的工艺措施

（1）降低毛坯的内应力

采用时效以及振动处理或预先工艺均可部分消除毛坯的内应力，余量大的毛坯工件故变形也大。若预先去掉毛坯的多余部分缩小各部分的余量，不仅可以减少以后工序的变形，而且放置一段时间，还可以释放一部分内应力。

（2）合理选择刀具几何参数

前角：在保持刀刃强度的条件下前角适当选择大一些，一方面可以磨出锋利的刃口，另外可以减少切削变形使排屑顺利，进而降低切削力和切削温度。

后角：后角大小对后刀面磨损及表面质量有直接的影响。粗铣时由于进给量大、切削负荷重、发热量大，要求刀具散热条件好，因此后角应选择小一些。精铣时要求刃口锋利，减轻后刀面与表面的摩擦减小弹性变形，因此后角应选择大一些。

螺旋角：为使铣削平稳降低铣削力，螺旋角应尽可能选择大一些。

主偏角：适当减小主偏角可以改善散热条件，使平均温度下降。

（3）改善刀具结构

减少铣刀齿数加大容屑空间。由于铝合金材料塑性较大切削变形较大，需要较大的容屑空间，因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。

（4）精磨刀齿

在使用新刀之前，应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下，以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。这样不但可以降低切削热而且切削变形也比较小。

（5）严格控制刀具的磨损标准

刀具磨损后工件表面粗糙度值增加，切削温度上升工件变形随之增加。因此除选用耐磨性好的刀具材料外，还应严格控制刀具磨损程度，否则容易产生积屑瘤。切削时工件的温度不能过高以防止变形。

（6）改善工件的夹装方法

对于刚性较差的薄壁铝合金工件，对于薄壁衬套类零件如果用三爪自定心卡盘或弹簧夹头从径向夹紧，一旦松开工件必然发生变形。以零件内孔定位自制一个带螺纹的穿心轴套入零件的内孔，其上用一个盖板压紧端面再用螺帽背紧。外圆就可避免夹紧变形从而得到满意的精度。

（7）切削油的选用

由于铝合金的硬度较低且切削性较差，对切削油的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求，另外还需要一定的抗腐蚀性能以防止工件发黑，常用的切削油切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物，而且在高温下不易破坏，具有良好的润滑作用，并有一定的冷却效果，一般用于切削、钻孔、铰孔及攻丝等工艺。

铝合金材料在加工过程中，因去除量大，在CNC刀具的切削过程中会因为应力释放、切削运动、装夹力等因素而导致产品变形。

针对应力的问题，建议在开粗的过程中，增加释放孔，让材料中的应力在切削过程中有地方去释放，同时，在开粗的刀具选用上也不宜选用直径过大的刀具，刀具的直径越大，切削的冲击刚性越大，导致材料中的应力相应的也会增加，另外刀路的选择上也需要将应力均匀分布，比如先加工对角的结构的，便于应力的互相抵消。

切削运动也是变形的重要因素，在保证产品装夹定位的前提下，加工的转速和进给量的选择也会影响变形，在保证加工周期的前提下，这两个参数和刀具规格做一些调试验证或者按照CAM编程人员的经验提供最佳的工艺参数。

铝合金外壳CNC加工变形的主要因素就是以上两点，若还不能根本解决，建议找原料铝挤厂商，验证不同的冷却方式，主要是针对材料内应力改善。

END

不论是什么材质都会发生形变 可以在装夹力度和切削参数有关系

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夹具，精加工粗加工的工艺参数