アルミニウム部品の加工変形を避けるには
アルミ部品の加工変形には、材質、部品形状、製造条件などに起因する様々な原因が考えられます。 主に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含まれます。
1 加工変形を低減するための工程対策 1． ブランクの内部応力を軽減します。 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。 ブランク材の余剰部分を予め加工し、各部のマージンを少なくしておくと、後工程での加工変形を軽減できるだけでなく、一定期間放置後の内部応力の一部を解放することができます。 2. 工具の切削能力を向上させるには、工具の材質と幾何学的パラメータが切削力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) 工具の幾何学的パラメータを合理的に選択します。 すくい角：刃の強度を維持する条件下では、すくい角は適度に大きくする必要があります。 鋭利な刃先を研削できる一方で、切削変形を低減し、切りくずの除去をスムーズにし、切削抵抗と切削温度を下げることができます。 ネガティブレーキツールは使用しないでください。 バックアングル: バックアングルのサイズは、バックカッター表面の摩耗と加工面の品質に直接影響します。 切削厚はバックアングルを選択する際の重要な条件です。 荒加工では、送り速度が大きく、切削負荷が大きく、発熱量も大きいため、工具の放熱条件が良好であることが要求されます。 したがって、バックアングルは小さくする必要があります。 仕上げフライス加工では、逃げ面と加工面との摩擦を軽減し、弾性変形を軽減するために刃先を鋭利にする必要があります。 したがって、バックアングルを大きくする必要があります。 ねじれ角: フライス加工をスムーズにし、フライス加工力を軽減するには、ねじれ角をできるだけ大きくする必要があります。 主偏向角: 主偏向角を適切に小さくすると、放熱状態が改善され、処理領域の平均温度が低下します。
2) ツール構造を改善します。 フライスの刃数を減らし、切りくず保持スペースを増やします。 アルミニウム部品は塑性が大きく、加工時の切削変形が大きく、切りくず保持スペースが大きいため、切りくず保持溝底の半径を大きくし、フライス刃の数を少なくすることが望ましいです。 カッター歯の精密な研磨。 カッター歯の刃先の粗さ値は RA = 0.4um 未満である必要があります。 新しいナイフを使用する前に、ナイフの歯を研ぐときに残ったバリやわずかな鋸歯状の部分を取り除くために、細かいオイルストーンでナイフの歯の表と裏を丁寧に研ぎます。 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。 工具摩耗基準を厳密に管理します。 工具が摩耗すると、ワークの表面粗さが増加し、切削温度が上昇し、ワークの変形が増加します。 したがって、耐摩耗性の良い工具材料を選択することに加えて、工具摩耗基準は 0.2mm 以下である必要があります。そうしないと、切りくずが堆積しやすくなります。 切断中は、変形を防ぐため、ワークピースの温度が 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。 剛性の低い薄肉アルミワークの場合、次のようなクランプ方法を採用することで変形を軽減することができます。 薄肉ブッシュ部品の場合は、3本爪セルフセンタリングチャックやスプリングコレットでラジアル方向にクランプし、加工後に緩めた後、ワークの変形は避けられません。 この際、剛性の良い軸方向端面圧縮法を使用してください。 部品の内穴で位置決めし、ねじ付きマンドレルを自作し、部品の内穴に挿入し、端面をカバープレートで押さえ、ナットで締め付けます。 外周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。 薄肉の板金ワークを加工する場合は、均一に分散されたクランプ力を得るために真空吸着カップを選択し、ワークの変形を十分に防ぐことができる小さな切削パラメータで加工するのが最善です。 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、3% ～ 6% の硝酸カリウムを含む尿素溶融物をワークピースに充填します。 加工後、ワークを水またはアルコールに浸し、フィラーを溶かして流し出します。
4. 高速切削に向けて合理的に加工を行った場合、取り代が大きく断続切削となるため、フライス加工時に振動が発生しやすく、加工精度や面粗さに影響を与えます。 したがって、NC高速加工工程は、一般的に荒加工→中仕上げ→隅洗浄→仕上げ加工などに分けることができます。 高い精度が要求される部品の場合、二次仕上げ、中仕上げを行った後、仕上げ加工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しなければなりません（通常1～2mm）。 仕上げ加工中、部品の仕上げ面は均一な取り代（一般に0.2～0.5mm）を維持する必要があり、これにより工具は加工プロセス中に安定した状態にあり、切削変形を大幅に低減し、良好な表面加工品質を得ることができ、良好な表面加工品質を得ることができます。製品の精度。 2 上記の理由に加えて、実際の操作では操作方法も非常に重要です。
1. 取り代が大きい部品では、加工時の放熱状態を良くし、熱の集中を避けるため、対称加工を採用する必要があります。 厚さ90mmの板を60mmに加工する必要がある場合、片面をすぐにフライス加工し、もう一方の面を一度に最終サイズまでフライス加工すると、平面度は5mmに達します。繰返し対称加工を採用した場合、最終寸法まで各辺を2回加工し、平面度0.3mmを確保します。 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 つのキャビティという逐次加工方法を採用すべきではありません。これにより、部品に不均一な応力や変形が発生しやすくなります。 複数層の加工を採用しており、各層は可能な限りすべてのキャビティに同時に加工され、その後次の層が加工されることで、部品に均等に力がかかるようにし、変形を軽減します。 3. 切削パラメータを変更することで、切削抵抗と切削熱を低減できます。 切削パラメータの３要素のうち、バックドラフトは切削抵抗に大きな影響を与えます。 取り代が大きすぎて一度の工具歩行による切削抵抗が大きすぎると、部品の変形だけでなく、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。 バックナイフの量を減らすと生産効率が大幅に低下します。 しかし、NC 加工では高速ミーリングによりこの問題を解決できます。 バックドラフトを低減しながら、その分送りを上げて工作機械の回転速度を上げれば、切削抵抗を低減でき、加工効率を確保できます。
4. 切る順番に注意してください。 荒加工では加工効率の向上と単位時間当たりの切削速度の追求を重視します。 一般的にはリバースミリングが使用できます。 それは、ブランク表面の余分な材料を最速かつ最短時間で切り取り、仕上げに必要な幾何学的輪郭を基本的に形成することです。 仕上げは高精度・高品位を重視し、フォワードミーリングを採用。 前進フライス加工中にカッター歯の切削厚さが最大からゼロまで徐々に減少するため、加工硬化度が大幅に低下し、同時に部品の変形度も減少します。 5. 薄肉ワークの加工中のクランプによる変形は、仕上げ加工であっても避けることが困難です。 ワークの変形を最小限に抑えるために、仕上げ加工が最終サイズに達する前にプレス部分を緩め、ワークを自由に元の状態に戻し、能力に応じてわずかにプレスすることができます。理想的な加工効果を得るために、ワークをクランプ（完全に手の感覚）します。 つまり、クランプ力の作用点は座面が最も優れています。 クランプ力はワークの剛性が良好な方向に作用する必要があります。 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、フライスをドリルビットのように部品に直接突き込まないよう注意してください。フライスの切りくず保持スペースが不足し、切りくずの排出がスムーズに行われず、過熱、膨張、工具のつぶれ、工具の破損、および破損の原因となります。部品のその他の有害な現象。 まずフライスと同じサイズ以上のドリルでカッター穴を開け、次にフライスでフライス加工します。 あるいは、スパイラル切断プログラムを CAM ソフトウェアで作成することもできます。 アルミ部品の加工精度や表面品質に影響を与える主な要因は、加工工程において変形しやすいことであり、作業者には一定の作業経験と技能が求められます。
原題：アルミ加工変形を軽減する工程対策と運用スキル！機械加工の超実践知識！記事の出典：WeChat公式アカウント：世界先進製造技術フォーラム、注目の追加を歓迎します！記事の出典を明記してください。
