如何減少鎂合金CNC加工變形
導致鎂合金零件變形的原因很多，這與材料質量，零件形狀和生產(chǎn)條件有關。
什么原因導致鎂合金變形？
主要有3個原因：
- 毛坯內部應力引起的變形。
- 切削力引起的變形，切削熱。
- 夾緊力引起的變形。
如何避免鎂合金變形？
減少鎂合金變形的技術措施。
1.減少鎂合金毛坯的內應力
粗糙零件的內部應力可以通過自然或人工時效和振動處理而部分消除。預處理也是一個有效的過程。對于較大的粗糙鎂合金零件，加工后的變形也很大。如果從毛坯部分切下多余的鎂合金材料，則可以得到精確的公差，從而可以改善變形。停留一段時間后，也會釋放一部分內部壓力。
2.提高切削刀具的切削能力
切削工具的材料和幾何參數(shù)對切削力和熱量有重要影響。正確選擇切削刀具對于減少零件的加工變形非常重要。
1.合理選擇刀具幾何參數(shù)。
- 前角：在保持邊緣的強度的條件下，前角應選擇適當大。一方面，它可以磨出鋒利的邊緣，另一方面，它可以減少切削變形，使切屑平穩(wěn)地去除，然后降低切削力和切削溫度。切勿使用負前角工具。
- 背角：背角的大小直接影響側面的磨損和加工表面的質量。切削厚度是選擇后角的重要條件。在粗銑削中，由于進給量大，切削負荷重和熱量輸出高，要求刀具具有良好的散熱條件，因此應選擇較小的后角。在精銑削中，需要銳利的邊緣以減少側面與加工表面之間的摩擦并減少彈性變形。因此，應選擇更大的后角。
- 螺旋角：為了使銑削平滑并減小銑削力，應選擇盡可能大的螺旋角。
- 主偏角：適當減小主偏角可以改善散熱條件，并降低加工區(qū)域的平均溫度。
2.改善刀具結構。
- 減少銑刀齒數(shù)并增加切屑空間。由于鎂合金材料的可塑性大，加工中的切削變形大，因此需要較大的切屑空間，因此切屑槽底部的半徑應較大，而銑刀齒的數(shù)量應減少。
- 銑刀齒的精磨。切削刃的粗糙度小于Ra = 0.4um。在使用新的切削工具之前，應在切削齒的前，后表面用細小的瀝青輕輕摩擦，以消除在磨削切削齒時留下的毛刺和細鋸齒痕跡。這樣，不僅可以減少切割熱量，而且切割變形相對較小。
- 嚴格控制刀具磨損標準。刀具磨損后，工件表面的粗糙度增加，切削溫度增加，并且工件變形增加。因此，除了選擇具有良好耐磨性的刀具材料外，刀具的磨損標準不應大于0.2mm，否則容易產(chǎn)生切屑瘤。通過CNC銑削或CNC車削進行切削時，加工工件的溫度不應超過100℃，以防止變形。
3.改進工件的夾緊方法
對于剛性較差的薄壁鎂合金制工件，可以使用以下夾緊方法來減少變形：
- 對于薄壁CNC機械加工襯套零件，如果使用三爪自定心卡盤或彈簧卡盤從徑向方向夾緊。一旦在加工后松開，工件將不可避免地變形。此時，應使用具有更好剛性的軸向端面壓縮方法。制成一個帶螺紋的心軸，用于定位零件的內孔。它被插入零件的內孔中。蓋板用于壓緊端面，螺母用于向后擰緊。加工外圓時可以避免夾緊變形，并且可以獲得令人滿意的加工精度。
- 在加工薄壁板材工件時，最好選擇真空吸盤以獲得均勻的夾緊力。然后以較小的切削參數(shù)進行加工，可以防止加工后的工件變形。
- 另外，也可以使用填充方法。為了提高薄壁工件的工藝剛度，可以在工件中填充介質，以減少夾持和切割過程中工件的變形。例如，將含有3％至6％硝酸鉀的尿素熔體倒入工件中。加工后，將工件浸入水或酒精中，然后將填料溶解并倒出。
4.合理安排程序
在高速切削中，由于加工余量大且斷續(xù)切削，銑削加工經(jīng)常會產(chǎn)生振動，從而影響加工精度和表面粗糙度。因此，NC高速切削工藝一般可分為粗加工，半精加工，角清理和精加工。對于要求高精度的零件，有時需要將其精加工兩次和一半，然后再精加工。經(jīng)過粗加工后，零件可以自然冷卻以消除內部應力并減少變形。粗加工后剩余的余量應大于變形的余量，通常為1-2毫米。精加工時，零件表面應保持均勻。通常，0.2-0.5mm是使工具在精加工過程中保持穩(wěn)定狀態(tài)的最佳方法，這可以大大減少切削變形，獲得良好的表面加工質量，并確保產(chǎn)品的精度。
減少鎂合金加工變形的操作技巧
除上述原因外，操作方法在實際操作中也很重要。
適用于加工余量較大的零件
為了使它們具有更好的散熱條件并避免機加工中的熱量集中，應采用對稱處理。如果需要將90毫米厚的板材加工到60毫米，則在銑削了一側之后立即進行另一面的銑削，并且一旦達到最終尺寸，平面度將達到5毫米。如果使用重復進給對稱處理，則將每側加工兩次至最終尺寸，則可以保證平整度達到0.3 mm。
如果鈑金零件中有多個腔體
加工中不宜采用一腔一腔的順序加工方法，容易造成零件受力不均勻和變形。采用分層多重加工，將每一層同時加工到所有型腔，然后再加工下一層，從而使零件受到均勻的應力并減少變形。
通過更改切削參數(shù)來降低切削力和熱量。
在切削參數(shù)的三個因素中，反向進給對切削力有很大的影響。如果加工余量太大而刀具的切削力太大。零件不僅會變形，還會影響機床主軸的剛度并降低工具的耐用性。如果我們減少后背吃的刀的數(shù)量，生產(chǎn)效率將大大降低。但是，高速銑削可以克服NC加工中的這一問題。同時，只要相應地增加進給并提高機床的速度，就可以減小切削力并保證加工效率。
我們還應注意刀具行走方式的順序。
粗銑削強調加工效率的提高和對單位時間切削速度的追求。通?？梢允褂梅聪蜚娤鳌?/font>也就是說，坯料表面上的多余材料以最快的速度和最短的時間被去除，并且基本上形成了精加工所需的幾何輪廓。精密加工強調高精度和高質量，建議使用正銑。由于切齒的切削厚度從最大值逐漸減小到零，因此工件的硬化程度大大降低，零件的變形程度也降低了。
即使在精加工中，由于夾緊，薄壁工件的變形也是不可避免的。
為了最大程度地減少工件的變形，可以在精加工即將達到最終尺寸之前松開壓緊部分，以便可以將工件自由地恢復到其原始狀態(tài)，然后稍微壓縮一下，以確保足夠的剛度（完全用手）固定工件，以達到所需的加工效果。總之，夾緊力的作用點最好在支撐表面上。夾緊力應在工件剛度好的方向上施加。在確保工件不松動的前提下，夾緊力越小越好。
不要像鉆頭那樣使用銑刀
在加工帶有型腔的零件時，不要讓銑刀像鉆頭那樣直接穿透零件，從而導致切屑空間不足以及銑刀的切屑清除不順暢，從而導致零件過熱，零件膨脹，刀具破損和其他不良現(xiàn)象。首先用與銑刀相同的尺寸鉆一個孔，然后用銑刀進行銑削。或者，可以使用CAM軟件生成螺旋下銑刀程序。
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文章來源：@青蝠科技 作者：青蝠科技
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