アルミニウム部品の変形には、材質、部品の形状、製造条件など、さまざまな原因が考えられます。ブランクの内部応力による変形、切削力や切削熱による変形、クランプ力による変形が主に挙げられます。
【1】加工変形を軽減する加工対策
1. ブランクの内部応力を軽減する
自然または人工の時効処理と振動処理により、ブランクの内部応力を部分的に除去できます。前処理も有効な処理方法です。ヘッドが太く耳が大きいブランクは、余裕が大きいため加工後の変形も大きくなります。ブランクの余剰部分を前処理し、各部の取り代を小さくすると、後工程の加工変形を低減できるだけでなく、前処理後の内部応力の一部を一定期間解放することができます。時間。
2. 工具の切削能力の向上
工具の材質と幾何学的パラメータは、切削抵抗と切削熱に重要な影響を与えます。部品の加工変形を軽減するには、工具を正しく選択することが非常に重要です。
(1) 工具幾何パラメータの合理的な選択。
①すくい角：刃の強度を維持する条件下で、すくい角は大きくなるように適切に選択され、一方では鋭利な刃先を研削することができ、他方では切削変形を軽減し、切りくずの除去がスムーズになり、切削抵抗と切削温度が下がります。負のすくい角の工具は決して使用しないでください。
②逃げ角：逃げ角の大きさは逃げ面の摩耗と加工面の品質に直接影響します。切削厚さは逃げ角を選択するための重要な条件です。荒加工では、送り速度が大きく、切削負荷が大きく、発熱も大きいため、工具には良好な放熱条件が必要です。したがって、逃げ角は小さくなるように選択する必要があります。精密フライス加工では切れ刃の鋭利さが要求され、逃げ面と加工面との摩擦を低減し、弾性変形を低減します。したがって、逃げ角を大きくする必要があります。
③ ねじれ角：切削をスムーズにし、切削抵抗を軽減するには、ねじれ角をできるだけ大きくする必要があります。
④主偏角：主偏角を適切に小さくすることで放熱状態が改善され、加工エリアの平均温度を下げることができます。
(2) ツール構造を改善する。
①フライスの刃数を減らし、チップスペースを増やします。アルミニウム材料は塑性が大きく、加工時の切削変形が大きいため、大きなチップスペースが必要となるため、チップ溝の底半径を大きくし、フライスの刃数を少なくする必要があります。
②歯を細かく研磨します。カッター刃の刃先の粗さ値はRa=0.4um以下にしてください。新しいナイフを使用する前に、目の細かいオイルストーンを使用してナイフの歯の表と裏を数回軽く研いで、歯を研ぐときに残ったバリやわずかな鋸歯を取り除く必要があります。これにより、切削熱が低減されるだけでなく、切削変形も比較的小さくなります。
③ 工具の摩耗基準を厳格に管理する。工具が摩耗すると、ワークの表面粗さ値が増加し、切削温度が上昇し、ワークの変形が大きくなります。したがって、耐摩耗性に優れた工具材料を選択することに加えて、工具摩耗基準は 0.2 mm を超えてはなりません。そうしないと、構成刃先が発生しやすくなります。切断時は、変形を防ぐため、ワークの温度は通常100℃を超えないようにしてください。
3. ワークのクランプ方法を改善する
剛性の低い薄肉アルミニウムワークの場合は、次のクランプ方法を使用して変形を軽減できます。
①薄肉ブッシュ部品の場合、ラジアルクランプに三爪セルフセンタリングチャックやスプリングチャックを使用すると、加工後にリリースした際にワークの変形が避けられません。この際、軸方向端面をより剛性の高いプレス方法を採用する必要がある。部品の内穴の位置を決め、ねじ付きマンドレルを作成し、部品の内穴に挿入し、カバープレートをかぶせて端面を押し付け、ナットで締めます。外円加工時のクランプ変形を回避でき、良好な加工精度が得られます。
② 薄肉、薄板のワークを加工する場合は、真空吸着カップを使用してクランプ力を均一に分散させ、少ない切削量で加工するとワークの変形を防ぐことができます。
また、梱包方法も可能です。薄肉ワークの加工剛性を高めるために、ワーク内部に媒体を充填し、クランプ時や切削時のワークの変形を軽減します。たとえば、硝酸カリウムを 3% ～ 6% 含む尿素溶融物をワークピースに注入します。加工後、ワークピースを水またはアルコールに浸し、フィラーを溶解して注ぎ出すことができます。
4. プロセスの合理的な配置
その間高速切断、大きな加工代と断続切削により、フライス加工では振動が発生することが多く、加工精度や面粗さに影響を与えます。したがって、CNC 高速切削プロセスは、一般に、荒加工、中仕上げ、コーナー取り、仕上げ加工およびその他のプロセスに分けることができます。高精度が要求される部品の場合、二次中仕上げを行ってから仕上げを行う必要がある場合があります。荒加工後に部品を自然冷却することで、荒加工による内部応力を取り除き、変形を軽減します。荒加工後の取り代は変形量より大きくする必要があり、通常は 1 ～ 2 mm です。仕上げ加工中、部品の仕上げ面は均一な取り代（一般に 0.2 ～ 0.5 mm）を維持する必要があります。これにより、加工プロセス中に工具が安定した状態になり、切削変形が大幅に低減され、良好な表面加工品質が得られます。製品の精度を確保します。
【2】加工変形を軽減する操作スキル
上記の理由に加えて、アルミ部品は加工中に一部変形が生じます。実際の運用では、操作方法も非常に重要です。
1. 取り代が大きい部品は、加工時の放熱状態を良くし、熱の集中を避けるため、加工時に対称加工を採用する必要があります。厚さ90mmのシートを60mmに加工する必要がある場合、片面をフライス加工し、すぐにもう一方の面をフライス加工して最終サイズを一度に加工すると、平面度は5mmに達します。送りを繰り返しながら対称に加工する場合は、各面を2回ずつ加工し、最終寸法は0.3mmの平面度を保証します。
2. プレート部品に複数のキャビティがある場合、加工中に 1 つのキャビティと 1 つのキャビティを連続して加工する方法は適していません。不均一な応力により部品が変形しやすくなります。多層処理を採用し、各層をすべてのキャビティに同時に処理し、次に次の層を処理することで部品に均一な応力を与え、変形を軽減します。
3. 切削量を変更することで切削抵抗と切削熱を軽減します。切削量の３要素のうちバック食い込み量は切削抵抗に大きな影響を与えます。取り代が大きすぎると、1パスあたりの切削抵抗が大きくなりすぎ、部品が変形するだけでなく、工作機械主軸の剛性に影響を及ぼし、工具の耐久性が低下します。背中に食い込む包丁の量が減れば生産効率は大幅に下がってしまいます。しかし、CNC 加工では高速ミーリングが使用されるため、この問題は解決できます。背面切削量を減らしながら、その分送りを上げて工作機械の速度を上げれば、切削抵抗の低減と加工効率の確保を同時に実現できます。
4. ナイフの動きの順序にも注意を払う必要があります。荒加工では加工効率の向上と単位時間当たりの除去率の追求を重視します。一般的にはアップカット加工が可能です。つまり、ブランク表面の余分な材料が最速かつ最短時間で除去され、仕上げに必要な幾何学的輪郭が基本的に形成されます。仕上げは高精度、高品質を重視しますが、ダウンミーリングを使用することをお勧めします。ダウンフライス加工中、カッター歯の切削厚さは最大値からゼロまで徐々に減少するため、加工硬化の程度が大幅に減少し、部品の変形の程度も減少します。
5. 薄肉ワークは加工時のクランプにより変形が生じ、均一な仕上げが避けられません。ワークピースの変形を最小限に抑えるために、最終サイズを仕上げる前にプレスピースを緩めて、ワークピースが自由に元の状態に戻り、ワークピースが可能な限り軽くプレスすることができます。 （完全に）クランプされています。手の感触に応じて）これにより理想的な加工効果が得られます。つまり、クランプ力の作用点は支持面上にあり、ワークの剛性が良い方向にクランプ力を加えるべきである。ワークにガタが出ないことを前提とすると、クランプ力は小さいほど良いです。
6. キャビティのある部品を加工する場合、キャビティを加工するときにフライスをドリルのように部品に直接突っ込まないようにしてください。その結果、フライスが切りくずを収容するためのスペースが不足し、切りくずの除去が不十分になり、過熱、膨張が発生します。そして部品の潰れ。ナイフ、ナイフの破損、その他の好ましくない現象。まずフライスと同じサイズか、一回り大きいサイズのドリルで穴を開け、次にフライスでフライス加工します。フライスカッター。あるいは、CAM ソフトウェアを使用してヘリカルランダウンプログラムを作成することもできます。
アルミニウム部品の加工精度と表面品質に影響を与える主な要因は、アルミニウム部品が加工プロセス中に変形しやすいことであり、オペレータには一定の操作経験とスキルが必要です。
投稿時間: 2022 年 9 月 7 日