摘要：铝合金是工业中的主要原材料,由于材质的特殊性,如何对其进行加工才能达到理想效果是制造过程中要重点考虑的技术难点之一。 现代许多工业设备仪器如精密仪器、弱电设备中的部分零件要求小型的、薄壁的、断面尺寸非常精确的铝型材,对其尺寸公差要求非常严格。 因此,加强对铝合金零件精密加工技术的研究是能够较好地解决了生产中存在的问题的关键步骤之一。本文主要针对铝合金零件在加工过程中出现的各种问题，通过本铝合金零件的综合加工，总结了较为完善的加工工艺。
关键词：铝合金；零件加工；精密加工技术
精密加工技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段，它的广泛使用给机械及模具制造业生产方式、产业结构、管理方式带来深刻的变化。大力发展以精密加工技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。因此，精密加工技术是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。
1 铝合金零件主要的精密加工技术
1.1 精密压铸技术
铝合金压铸类产品主要用于电子、汽车、电机、家电和一些通讯行业等,一些高性能、高精度、高韧性的优质铝合金产品也被用于大型飞机、船舶等要求比较高的行业中。 众所周知,压铸铝合金电镀件应用非常广泛,特别是在汽车工业中,压铸铝合金电镀件的需求量非常大。 我国的汽车工业近年来迅速发展壮大, 对铝合金压铸件的需求量迅猛提升,这大大促进了我国铝合金压铸件产业的发展。 压铸铝合金按性能分为中低强度(如中国的Y102)和高强度(如中国的Y112)两种。 铝合金压铸力学性能较高,可压铸各种复杂、薄壁铸件,其铸件可以进行各种表面处理,特别具有良好的电镀性、并具有良好的常温使用性能。目前工业应用的压铸铝合金主要有以下几大系列： Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si、Al-Mg、Al-Zn 等。压铸铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低,压力铸造因其高压快速凝固的特点使这种矛盾在某些方面更加突出。 在未来的推广应用中,我们要着力推广新型高强度、高耐磨性的压铸合金,研究可着色的压铸合金以及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压铸合金技术。
1.2 精密挤压技术
铝合金挤压技术是在压铸后用挤压销再一步的加压,挤压技术会使产品密度增加,强度增加, 减少气孔,主要用于汽车零件。 铝合金挤压过程实际是从产品设计开始的,因为产品的设计是基于给定的使用要求,使用要求决定了产品的许多最终参数。 如产品的机械加工性能、表面处理性能以及使用环境要求,这些性能和要求实际就决定了被挤压铝合金种类的选择。 现代许多工业设备仪器如精密仪器、弱电设备中的部分零件要求小型的、薄壁的、断面尺寸非常精确的铝型材,对其尺寸公差要求非常严格。 型材的壁厚最小的只有0.4 mm,其公差要求为±0.04mm。挤压生产过程对设备、工模具、工艺要求相当严格。 一般控制铝合金挤压工艺的指标有铸锭的预热温度、挤压筒的温度、模具温度、型材的出口温度、、挤压速度、产品速度、 挤压比等等。 目前,国际上铝合金型材挤压技术发展迅速,世界各发达国家已装备了各种形式、各种结构、不同吨位的铝型材挤压机,铝型材挤压正在向大型化、复杂化、精密化发展。
1.3 精密锻压技术
锻压是制造业中金属成形及加工的一种重要生产手段, 不但可赋予产品一定的结构形状, 而且能直接起到改善和提高产品组织性能的作用。同时,锻压是锻造和冲压的合称,是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力,使之产生塑性变形,从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。 经过几十年建设与现代化改造, 世界铝及铝合金锻压生产与技术有了突飞猛进的发展,已经形成了一个门类齐全结构完整的铝合金锻压生产体系和科研体系, 产品品种和质量基本上能满足国民经济和国防军工建设的需求。 锻压生产在国民经济中的重要地位锻压生产是向各个行业提供机械零件毛坯的主要途径之一。 锻压加工有能改善金属组织,提高力学性能这是因为锻压可以将坯料中的硫松处压合,提高金属的致密度,还可以使粗大的晶粒细化,使高合金工具钢中的碳化等优点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外,锻压件的形状和尺寸接近于零件与直接切削钢材的成形方法相比较,不但可以节省金属材料的消耗,而且也节省切削加工工时。锻压工业可以说是现代工业中的一个重要的组成部分,随着现代科技的发展,我国锻压工业技术也在不断的发展。
1.4 液态模锻加工技术
铝合金液态模锻是一种具有省力、节能、节材、能一次成形为接近成品形状且制件质量高的技术。金属液在压力下凝固,因而可获得晶粒细小、组织致密、具有很低的缩松倾向的制件,且尺寸精确,综合机械性能良好。 液态模锻工艺涉及冶金、流体流动、热传导、塑性变形等一系列复杂过程,因而正确合理的确定液态模锻工艺,是获得优质液态模锻件的前提条件。 液态模锻定量浇注成形技术是建立在压力下金属凝固原理基础上,将准确计量后一定量的熔融金属直接浇入金属模腔,随后在压力的作用下,使处于熔融或半熔融的金属液发生流动,凝固成形,从而获得具有近净形状的固态零件。
2 铝合金零件精密加工的工艺规划
2.1 刀具的选择
铝合金硬度低，相比钛合金与其它淬火钢，铝合金的硬度较低，当然热处理过，或者压铸铝合金的硬又因为铝合金的导热性能较佳，铣削铝合金的切削温度比较低，可以提高其铣削速度。铝合金的塑性低，熔点也低。加工铝合金时其粘刀问题严重，排屑性能较差，表面粗糙度值也比较大。其实加工铝合金主要就是粘刀与粗糙度值效果不好。只要解决粘刀，加工表面质量这两大问题，铝合金加工的问题就迎刃而解了。刀具易磨损，因为采取不适合的刀具材料，加工铝合金时，往往因为粘刀，排屑等问题导致刀具磨损加快。加工铝合金一般用3刃铝用铣刀，其次因为加工情况的差异，很可能会用到2刃球头刀，或4刃平底刀，可以选用3刃平底立铣刀。材料一般选择YG类硬质合金，这样可以减少刀具与铝合金的化学亲和力，高速钢铝用铣刀较为锋利，也可以很好的加工铝合金。加工普通铝合金一般可以选择高速大进给铣削，其次尽可能选择较大的前角，增大容屑空间，减少粘刀的现象。如果是精加工铝合金，则不能采用水剂切削液，避免在加工表面形成小针孑L，一般可以采用煤油或者柴油做加工铝板的切削液。加工铝合金铣刀的切削速度，因铣刀的材质与参数，加工工艺的不同而有差异。
2.2 零件装夹顺序
因工件是多次加工，加工不是量产，对装夹的要求较高，选择平口钳装夹。平口钳要求装夹的热处理两块夹板垂直度和垫面的平面度控制在0．01mm以内。第一次加工A／B面，以保证翻过来第二面加工有足够的装夹深度15mm以上。
2.3 具体加工操作要点
首先是第一面加工，工件外形要加工至要求的面。平口钳校正装夹，毛坯底面装垫块避开通孔位置，也是第二面加工的基准校表位。使用合金三刃立铣刀开粗和精加工各台阶和表面，精加工时，选择切削模式为跟随部件，保证刀路刀纹的一致性。精加工时预留余量0．05mm再测量，轮廓加工时计算公差尺寸补偿再加工。第二面加工件去除毛刺和清理粉尘，装夹时注意垫块接触加工好工件的位置。用小校表检测校表位的垂直度。然后把小校表装夹在机床主轴上找正工件的圆孔中心。
3 结语
随着科技的全面发展, 各种铝合金零件加工技术必将得以不断巩固与应用，而精密加工技术将成为应用要点。铝合金零件的加工操作人员要掌握各种精密加工技术，并在具体加工过程中，选择合理的刀具、对零件进行安装顺序控制，并做好具体零件加工，确保加工质量符合工程应用标准。
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论文作者:李元庆
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
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