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摘要:铝合金产品种类众多,主要广泛应用于加工制造业方面。但从目前我国加工制造业的水平来看,零件的加工技术还不是很成熟,因受到材料本身性质和切削工具等因素的影响,铝合金材料在加工过程中很容易出现变形,影响了产品质量,严重的甚至直接报废,这在我国加工制造业中是一种常见现象,这严重制约了我国加工制造业的转型升级。在对铝合金材料进行加工时,要使用切削液对零件进行冷却。本文从营销铝合金加工发生形变的因素出发,对铝合金的加工变形成因进行了详细分析,并对铝合金加工变形的控制措施提出了合理的对策,希望可以为推动铝合金加工行业实现更加快速稳健的发展做出应有的贡献。
关键词:铝合金;加工;变形;控制
引言
铝合金材料能够适用于各种高温环境,耐高温性能非常高,且具有很强的导电性能,对施工环境的要求不是很高。但是在对铝合金材料进行安装与应用的时候,仍然存在着诸多的问题,在温度适宜的情况下,铝合金材料内部应力值变化非常大,在这个时候,不能对正在进行应力值变化的铝合金材料进行内部观察。通常来说,铝合金材料一旦出现应力值变化,那么就会持续保持在这一状态,适量的清除铝合金材料后,能解决内部应力值变化问题,使其内部的应力位置重新分布,从而使铝合金零件出现严重变形。
1影响铝合金加工发生形变的因素
铝合金在进行加工时很容易发生变形。影响铝合金材料发生形变的因素有很多,比如材料的自身性质,还会受到机床、刀具、切削参数、切削工艺等因素的影响。此外,还有许多因素都会对铝合金造成影响,比如温度、通风、振动等其他偶然因素,这些都会在一定程度上产生影响。铝合金材料的自身性质在正常环境下比较稳定,但当铝合金进行加工作业时,一旦达到适宜的温度,铝合金材料内部的应力值活动便密集起来直至达到高潮,而且会一直保持这种状态。当继续加工铝合金材料时便会打破这一平衡,内应力值便会重新分布,继而导致铝合金零件出现形变。机床产生的影响主要体现在定位的精度和刚度上,其中定位精度影响较大,一旦定位精度不够准确,在加工作业时就会出现偏差,从而引发铝合金材料变形。夹具的影响主要体现在尺寸精度和夹紧力上,二者对铝合金加工变形的影响都比较大。刀具引起铝合金变形的因素则比较多,像刀具前角、后角、刃数等参数都会对其产生或大或小的影响。通过实验分析可知,刀具刃数、圆角和耐久性对铝合金的影响都比较明显,其中切削参数最容易导致铝合金加工发生变形,从而直接影响加工过程中的切削力和振动。当参数设置不合理时,工件就容易发生振动,就会导致加工精度、切削力等精确度下降,从而发生形变。
在铝合金材料的加工过程中,上述这些因素都很容易导致其发生形变,要想尽可能的减少铝合金材料在加工过程中出现变形的概率,就必须详细了解各种可能导致铝合金发生变形的不利因素,应在加工前做好充分准备,最大程度地减少对铝合金材料的影响。
2铝合金材料发现变形原因和特点
2.1铝合金材料发现变形原因
铝合金在机械加工过程中产生变形的原因主要有:第一,铝合金材料在加工过程中,对于挤压速度与温度有一定的要求,如果挤压速度与温度达不到相应的技术要求,则难以实现溶固强化的效果,加工质量大打折扣;第二,铝合金材料加工过程中选择的位置不当,在缺乏足够通风量的情况下延缓了板材冷却的速度,致使在挤压过程中产生了变形;第三,为充分掌控好加工的时效,当热风循环受到阻碍之后,板材表面受力不均导致变形乃至弯曲;第四,板材加工模具设计不够合理,当挤压环节中因各类因素的综合作用导致颤抖现象进而导致板材表面出现波纹。
2.2铝合金在机械加工过程中产生变形的特点
在采用铝合金材料来进行零部件加工制造的时候,通过对中铝型材的挤压加工,能够生产出结构形式比较简单的铝合金型材,如棒式、管式以及线式铝合金型材,可以应用这些型材来对结构比较复杂的铝合金部件进行生产加工。
3铝合金加工变形控制措施
3.1加强科技攻关,应用先进的加工技术
加强科技攻关,积极研发铝合金加工制造的新工艺技术,并将其应用于工业生产中,这样能最大程度的减少对工艺的影响,可有效防止铝合金在加工时发生变形,大幅提高了铝合金材料的生产质量。
3.2利用热处理解决
在进行铝合金材料加工时,加工所产生的应力会直接作用在铝合金上,把控不好就会影响到加工质量。为了充分保障加工精准度,确保铝合金材料的加工质量,就需要采取相应的防护措施,尽可能的减少因应力带来的影响,最大程度的确保铝合金材料的加工质量。热处理方式比较多样,在实际操作过程中可以采用很多种操作方式。如果选择热处理方式来处理铝合金材料所产生的应力,就必须做好相应的准备工作。首先,需要对加工零件的形态及特性等情况进行综合的分析判断,然后选择最有效的热处理方式。其次,针对不同的铝合金零件需选用不同的热处理方式。对一些精密度要求极高的铝合金材料,其结构和工艺会更加复杂,一旦操作方式不当,就会出现严重的质量问题。
3.3利用切削刀具
在切削过程中,好的切削刀具能有效减少切削力,从而提高加工效率,减少铝合金材料的加工时间,这样就可避免因铝合金材料温度过高而在加工中发生形变。在生产过程中,要想使铝合金材料的切削热度和切削力达到最小,仅靠选择合适的材料和道具还远远不够,还要选择可满足加工要求的支撑件。在加工前,必须对所选刀具的粗糙度进行改进,使其在防止零件变形方面发挥最大作用。
3.4应用冷处理解决
人工冷校形和振动时效是解决铝合金加工变形中冷处理的主要方法之一。振动时效基本原理是通过机械的方式使零件产生振动现象,在振动过程中因受到力的作用,从而松弛或者重新分布位置以达到尺寸的稳定。相比热处理方法而言,冷处理的优势较为明显,主要体现在成本低、生产周期短、资源耗费少等方面。此外,人工冷校形顾名思义则是当零件发生一定程度上变形之后通过一定的措施进行纠正,使之恢复到原来的形态。一般而言,人工冷校形有两种方式,其一为借助外力直接进行校正,其二为通过不断施加外力迫使内应力向外释放以达到校正的目的。不论是采用哪种方式,均需要合理控制好力度,避免用力过度或用力不足。
3.5应用淬火技术
淬火技术是材料加工中常见的技术。在淬火过程中,铝合金材料的内应力会大幅增加,且内应力与板厚成正比,当内应力增加时,厚度也会增加,在使用过程中不可避免地会产生变形。
结语
总之,在材料制造业中,铝合金材料的变形问题是一种非常常见的问题,导致铝合金材料在实际加工中出现变形的原因有很多,其中最为主要的就是加工时的加工工艺使用不合理。为了使铝合金材料加工变形问题得到有效控制,使材料变形几率得到有效降低,应当加强对先进技术方案的采用,使工业生产水平以及铝合金材料加工水平得到有效提高。所以,不管是现在还是未来,在对铝合金材料进行加工的时候,都必须要对加工工艺进行不断的优化,以防止铝合金材料在加工过程中出现变形问题。
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