CN114161089B - 一种薄壁铝制连接件的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种薄壁铝制连接件的加工方法，其包括如下步骤：S1，粗车棒料外圆和端面，在棒料外圆上粗车加工得到基准面，所述基准面与产品的水平横向中心线平行或水平纵向中心线平行；S2，采用卧式铣床粗铣基准面；S3，找正基准面，在立式铣床上分两次装夹，粗铣棒料两端面得到型腔，在型腔内留有多个凸台；S4，时效处理去除应力；S5，在立式铣床上铣削基准面及棒料端面，使得基准面及棒料端面平面度为0.02mm及以下；S6，找正基准面，半精铣型腔；S7，沿凸台轴线方向在筋板四周钻螺纹孔和螺栓过孔；S8，沿产品轮廓线进行线切割，然后找正基准面，精加工端面、型腔和安装孔，得到薄壁铝制连接件。其能够有效防止产品在加工过程中发生变形，提高产品制造合格率。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金机械加工，具体涉及薄壁铝制连接件的加工方法。
背景技术
铝和铝合金件不仅具有质量轻的特点，还同时具有易成形和重量轻等特点，能够轻易加工成任何形状的机械零件，因此在机械行业中得到了广泛的应用，促进了我国工业发展，最终推动了我国社会发展，由此可见铝件加工的重要性。但由于其硬度相对较小，热膨胀系数较大，在薄壁、薄板类零件的机械加工中容易发生变形，在实际加工中不容易达到设计的形位公差要求，其加工工艺较为繁琐，加工中需要注意的细节较多，实际操作较为复杂。
参见图1，所示的薄壁铝制连接件，包括一体成型的板体1，所述板体1上设有五个间隔排布的凸台11，所述凸台11上设有安装孔12。所述板体材料牌号为2A12，是铝-铜-镁系铝合金中的典型硬铝合金，其成分比较合理，综合性能较好，是硬铝中用量最大的，该合金的特点是：强度高，有一定耐热性，可用作150℃以下的工作零件。但铝件在加工过程中因应力释放、压紧力、切削产生的热量，不可避免的会出现变形的情况，所述薄壁铝制连接件各孔及端面形位公差要求较高，产品有五个凸台，并由4mm的筋板相连，为典型的薄壁件，刚性较差，且所有面都需要加工，在装夹过程中轻微的压紧力也可能导致产品发生变形，控制产品的形位公差和内孔孔距更加困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种薄壁铝制连接件的加工方法，其能够有效防止产品在加工过程中发生变形，提高产品制造合格率。
本发明所述的薄壁铝制连接件的加工方法，其包括如下步骤：
S1，粗车棒料外圆和端面，在棒料外圆上粗车加工得到基准面，所述基准面与产品的水平横向中心线平行或水平纵向中心线平行；
S2，采用卧式铣床粗铣基准面；
S3，找正基准面，在立式铣床上分两次装夹，粗铣棒料两端面得到型腔，在型腔内留有多个凸台；
S4，时效处理去除应力；
S5，在立式铣床上铣削基准面及棒料端面，使得基准面及棒料端面平面度为0.02mm及以下；
S6，找正基准面，半精铣型腔；
S7，沿凸台轴线方向在筋板四周钻螺纹孔和螺栓过孔；
S8，沿产品轮廓线进行线切割，然后找正基准面，精加工端面、型腔和安装孔，得到薄壁铝制连接件。
进一步，所述S3粗铣后所留单边余量设置为2mm，所述S6半精铣后所留单边余量设置为0.05mm
进一步，在粗铣或半精铣型腔时，以棒料外沿作为压紧面进行装夹固定；在精加工端面、型腔和安装孔时，采用挡块固定产品外轮廓实现装夹固定。
进一步，所述S3中采用立铣刀粗铣型腔，立铣刀的加工参数为：转速5000r/min、进给速度2000mm/min、吃刀深度为3mm；所述S5中采用平面铣刀铣削基准面及棒料端面，平面铣刀的加工参数为：线速度200m/min、进给速度1800mm/min、吃刀深度3mm。
进一步，所述S8采用平面铣刀精加工端面，平面铣刀的加工参数为：线速度300m/min、进给速度1000mm/min、吃刀深度0.6mm；采用立铣刀精加工型腔，立铣刀的加工参数为：转速7000r/min、进给速度1200mm/min、吃刀深度为0.5mm；采用精镗刀精加工安装孔，精镗刀的加工参数为：线速度300m/min、进给速度60mm/min、吃刀深度0.15mm。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果。
1、本发明通过合理布置加工工序，在粗加工后采用时效处理去除应力，通过不断的分层次加工使其应力得到重新分布并达到平衡进而控制产品的变形量，即产品两面通过多次的均匀小余量切削使其变形逐渐减小直至满足加工要求，有效防止了产品在加工过程中发生变形，提高了产品制造合格率。
2、本发明在粗铣或半精铣型腔时，以棒料外沿作为压紧面进行装夹固定，使得产品在加工过程均匀受力，从而降低了产品的变形量，减少了在加工过程中的变形，加工完毕后再使用线切割将棒料外沿去除。精加工因所留余量小，加工时产生的切屑力极小，考虑到产品结构情况，未采用压板压紧，而是使用挡块固定住产品的外轮廓，使产品在自然状态下加工，保证了产品精加工精度。
3、本发明限定了粗加工和精加工的刀具及加工参数，粗加工主要是去除多余的材料，保证精加工余量够的情况下，尽可能快速的完成，因此加工参数设定为切削速度小，进给量和吃刀量大。精加工余量少，为了保证产品尺寸精度要求，设定切削速度大，进给量和吃刀量小。
附图说明
图1是本发明所述薄壁铝制连接件的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明所述棒料的端面示意图。
图中，1—板体，11—凸台，12—安装孔，13—轮廓线，14—水平横向中心线，15—水平纵向中心线，2—棒料，21—基准面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
一种薄壁铝制连接件的加工方法，其包括如下步骤：
S1，产品坯料为Φ298棒料，加工的余量过大，需对棒料进行预加工，去除掉棒料多余的部分。粗车棒料外圆和端面，在棒料2外圆上粗车加工得到基准面21，参见图3，所述基准面为两个相互垂直的面，其中一个基准面21与产品的水平横向中心线14平行，另一个与水平纵向中心线15平行。
S2，在卧式铣床上采用平面铣刀粗铣基准面，以所述基座面作为后续加工的找正基准。
S3，找正基准面，在立式铣床上分两次装夹，粗铣棒料两端面得到型腔，在型腔内留有五个间隔分布凸台，间隔距离根据设计要求进行限定。在实际加工过程中，粗加工铣刀排屑不畅，加工效率低，先使用钻头去除型腔余量，再用AL-2E-D10.0硬质合金立铣刀铣出型腔，单边余量设置为2mm。所述立铣刀的加工参数为：转速5000r/min、进给速度2000mm/min、吃刀深度为3mm。
S4，时效处理去除应力，即通过时效处理消除棒料的内应力及粗加工产生的应力，解决了产品的应力释放问题。
S5，在立式铣床上采用APMT160408-LH YD101方肩数控铣刀片即平面铣刀铣削基准面及棒料端面，平面铣刀的加工参数为：线速度200m/min、进给速度1800mm/min、吃刀深度3mm，使得基准面及棒料端面平面度为0.02mm及以下。
S6，找正基准面，在立式铣床上采用立铣刀半精铣型腔，利用半精铣进一步去除余量，释放加工应力，减少了产品在后续精加工过程中的变形，并进一步提高产品的形位公差，留余量单边0.05mm，加上产品的本身公差，可纠正的余量在0.1mm左右。
S7，采用立式铣床沿凸台轴线方向在筋板四周钻螺纹孔和螺栓过孔，孔距要求不高，直接加工到位。
S8，沿产品轮廓线进行线切割，然后找正基准面，采用APMT160408-LH YD101方肩数控铣刀片即平面铣刀精加工端面，平面铣刀的加工参数为：线速度300m/min、进给速度1000mm/min、吃刀深度0.6mm。
采用AL-2E-D10.0硬质合金立铣刀精加工型腔，立铣刀的加工参数为：转速7000r/min、进给速度1200mm/min、吃刀深度为0.5mm。
采用CCGT09T302-PM2 WK1精镗刀精加工安装孔，精镗刀的加工参数为：线速度300m/min、进给速度60mm/min、吃刀深度0.15mm。精加工端面、型腔和安装孔后得到最终产品，即得到薄壁铝制连接件。
在粗铣或半精铣型腔时，以棒料外沿作为压紧面进行装夹固定，使得产品在加工过程均匀受力，从而降低了产品的变形量，减少了在加工过程中的变形，加工完毕后再使用线切割将棒料外沿去除。精加工因所留余量小，加工时产生的切屑力极小，考虑到产品结构情况，未采用压板压紧，而是使用挡块固定住产品的外轮廓，使产品在自然状态下加工，保证了产品精加工精度。
因为产品采用高速加工、小余量加工，故产品在加工过程中发热及刀具磨损较小，仅需注意防止积屑瘤的产生。积屑瘤会影响产品的尺寸精度、表面粗糙度及刀具使用寿命。在粗加工、半精加工时采用901CY水基切削液冷却润滑。精加工时由于余量更小，切削量小，未采用冷却手段，仅使用空气吹枪随时去除铁屑。
本发明限定了粗加工和精加工的刀具及加工参数，粗加工主要是去除多余的材料，保证精加工余量够的情况下，尽可能快速的完成，因此加工参数设定为切削速度小，进给量和吃刀量大。精加工余量少，为了保证产品尺寸精度要求，设定切削速度大，进给量和吃刀量小。
本发明通过合理布置加工工序，在粗加工后采用时效处理去除应力，通过不断的分层次加工使其应力得到重新分布并达到平衡进而控制产品的变形量，即产品两面通过多次的均匀小余量切削使其变形逐渐减小直至满足加工要求，有效防止了产品在加工过程中发生变形，提高了产品制造合格率。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种薄壁铝制连接件的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，粗车棒料外圆和端面，在棒料外圆上粗车加工得到基准面，所述基准面与产品的水平横向中心线平行或水平纵向中心线平行；
S2，采用卧式铣床粗铣基准面；
S3，找正基准面，在立式铣床上分两次装夹，粗铣棒料两端面得到型腔，在型腔内留有多个凸台，凸台之间由筋板相连；
S4，时效处理去除应力；
S5，在立式铣床上铣削基准面及棒料端面，使得基准面及棒料端面平面度为0.02mm及以下；
S6，找正基准面，半精铣型腔；
S7，沿凸台轴线方向在筋板四周钻螺纹孔和螺栓过孔；
S8，沿产品轮廓线进行线切割，然后找正基准面，精加工端面、型腔和安装孔，得到薄壁铝制连接件；
在粗铣或半精铣型腔时，以棒料外沿作为压紧面进行装夹固定；
在精加工端面、型腔和安装孔时，采用挡块固定产品外轮廓实现装夹固定。
2.根据权利要求1所述的薄壁铝制连接件的加工方法，其特征在于：所述S3粗铣后所留单边余量设置为2mm，所述S6半精铣后所留单边余量设置为0.05mm。
3.根据权利要求1或2所述的薄壁铝制连接件的加工方法，其特征在于：所述S3中采用立铣刀粗铣型腔，立铣刀的加工参数为：转速5000r/min、进给速度2000mm/min、吃刀深度为3mm；
所述S5中采用平面铣刀铣削基准面及棒料端面，平面铣刀的加工参数为：线速度200m/min、进给速度1800mm/min、吃刀深度3mm。
4.根据权利要求1或2所述的薄壁铝制连接件的加工方法，其特征在于：所述S8采用平面铣刀精加工端面，平面铣刀的加工参数为：线速度300m/min、进给速度1000mm/min、吃刀深度0.6mm；采用立铣刀精加工型腔，立铣刀的加工参数为：转速7000r/min、进给速度1200mm/min、吃刀深度为0.5mm；采用精镗刀精加工安装孔，精镗刀的加工参数为：线速度300m/min、进给速度60mm/min、吃刀深度0.15mm。
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