广西南南铝加工有限公司 广西南宁 530031
摘要：铝合金零件具有复杂的形状，对其形态有很高的要求，并且横截面尺寸较大，造成零件加工剩余量较大，降低了铝合金零件的刚度[1]。同时，由于加工变形技术较差，在受到切割力、设备振动等因素影响，容易导致零件发生变形，从而影响铝合金零件的精确度。基于此，本文主要对铝合金加工技术的现状与发展趋势进行了简要的分析，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。
关键词：铝合金；加工技术；现状；发展趋势
引言
铝合金材料在工业中的应用非常广泛。零件的形状复杂，尺寸精度和粗糙度要求越来越高。在加工过程中存在零件变形的问题。因此，为了更好的保证铝合金加工技术质量需加强措施研究。
1铝合金加工变形影响因素
导致铝合金材料在加工的过程中出现变形情况的因素有很多，其中主要有机床、夹具、切削参数、刀具以及切割技术等外界因素，还有温度、通风等自然因素，此外，来有一部分因素是来自于铝合金材料自身，铝合金材料的自身质量不合格也是导致其在加工时出现变形情况的主要原因导致其出现变形的原因主要有定位精度以及刚度，其中定位与精度给铝合金材料带来的影响要远远高于刚度；夹具因素给铝合金材料带来的影响主要有夹具的尺寸不合理、夹紧力过高等，这两种情况都会导致铝合金材料出现变形的现象；刀具因素导致铝合金材料出现变形情况的原因有很多，其中主要原因有刀具的各种形状参数、刀具的材质、刚性以及平衡性等等，通过对这一因素的详细研究与分析，我们发现刀具的开忍度、圆角以及耐用性是导致铝合金材料变形的主要原因；切削参数是导致铝合金材料在加工过程中出现变形情况最为严重的一种因素。以上这些都是导致铝合金材料在加工的过程中出现变形情况的主要原因，要想使铝合金材料在加工过程中出现变形情况的几率大幅下降，就必须要加强对以上因素的重视，尽可能的避免其给铝合金材料的加工带来影响。
2铝合金加工技术的现状
2.1粗加工
由于铝合金零件加工尺寸精度和表面粗糙度不容易达到高精度要求，在加工过程中，首先对各加工面的加工余量，尤其是形状复杂的薄壁零件，在精加工前先进行粗加工。结合铝合金材料的特点发现，工件在加工的过程中，工件表层经过反复摩擦，会使工件表层晶粒变形、错位，产生加工硬化现象，同时切削热也引起切削变形，增大加工后的尺寸误差，甚至引起工件变形。因此对一般平面的粗加工，采用铣、刨加工。通过选用低转速、大切削深度、适当进给量的方法，保证加工的尺寸精度；对于特殊形状的部位，采用数控机床进行粗加工，同时加冷却液对工件进行冷却，以降低切削热对加工精度的影响。并增加人工时效处理，以消除内应力，减少由于零件加工后应重新分布所引起变形。在粗加工中应加大吃刀量，适当减少进给量。进给量和被吃刀量的增加，都会使切削力和摩擦力增加，切削温度上升。但被吃刀量对于切削温度的影响小于进给量。加大吃刀量，可以改善传热情况。
2.2精加工
为保证铝合金零件的成品尺寸精度及表面粗糙度，选用精度较高的设备完成零件的精加工工序。一般选用数控设备来完成。在精加工过程中，由于加工余量较小，采用较高的切削速度和小进刀量。在刀具选择上，选用较大的后角以保证刀具有足够的刚度，减小由于切削震动造成的加工精度降低。工件装夹过程中，尽量减少装夹次数，实行一次定位成型，施加较小的夹紧力，以减小装配误差。
2.3刀具的合理选择
与黑色金属相比，铝合金材料在切削过程中产生的切削力比较小，可以采用较大的切削速度，但容易形成积屑瘤。铝合金的导热系数高，切削时由于切屑和零件传导出的热量较多，切削区温度较低，所以刀具的耐用度较高，但零件本身温升较快，容易引起变形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此选择适合的刀具材料，选择合理的刀具角度，并提高刀具表面粗糙度，对降低切削力和切削热十分有效。加工铝合金材料刀具应选用YG类硬质合金刀具、聚晶复合金刚石刀具（PCD）以及天然金刚石刀具。加工铝合金不能采用Al2O3基陶瓷刀具，因为氧化了的氧化铝切屑（Al2O3）与该刀具材料相同，切削时容易产生化学亲和力而产生粘结于积屑瘤，造成摩擦阻力增大而是刀具磨损加快。
2.4数控加工去飞边
（1）加工工件分析。基座的飞边大部分集中于零件边缘外侧，只需要沿工件的两侧外轮廓进行一次轮廓刀轨加工即可，因每个工件的个体尺寸与工装装配等存在误差，为了防止加工过切，在轮廓铣加工刀轨参数中，侧边留0.4mm的部件余量；每个基座内腔有两处凹弧有小毛刺，则采用平底刀以点钻切削工艺解决。从分析基座3D模型可知，外轮廓最小凹弧的半径为5mm，为提高加工的效率和刀具的使用寿命，选用?10mm的铝用平底铣刀。（2）数控加工程序编制。结合机床性能与刀具、基座材料的特性，选用合适的切削用量，制订如表1所示数控铣加工工艺。（3）经试验，一次装夹加工总时长为3min左右，加工质量高效果好，几乎没产生废品，大大提高了经济效益，加工刀具轨迹与加工效果。
3铝合金加工技术发展趋势
3.1各种复杂截面杆件的内高压成形技术与应用
铝合金虽然是一个好的材料但加工困难，由于其本身的回弹特性，所以在冲压时难度被提高。虽然使用铝合金对轻量化的结果有显著改善，但生产效率降低且还增加了成本，总体而言是非常不划算的。而内高压成形技术却可以很好的解决此问题。该技术主要特点为：一是使质量可以得到保证；二是降低了所用的零件和模具，从而也降低模具开发成本；三是加工工序几乎减少了一半；四是提高了材料各方面的强度与刚度；五是降低了生产总成本[4]。
3.2连接件的精密压铸技术
铝合金的连接件大多使用铸造工艺，流变成形工艺是将液态流动的金属进行多道特殊工序后成，变为半液态半固态的一种糊状。触变成形工艺是将固态形状的金属进行多道工序，使金属颗粒成糊状再施以强压铸造。触变成形可以实现大批量生产特定零件，提高了效率还减少了零件数量。国内目前涉及此方面的技术还是比较少，所以成立相关研发小组是十分重要的。
3.3各种型材和连接件之间激光焊接技术
激光焊接在质量、生产精细程度和工作效率方面都令人称赞，是一种符合环保要求，在功能、适应性和可靠性方面都很杰出的加工方法，在客车工业上具有很大的发展潜力。但也存在一些不足，比如能量转换的效率并不高，一般不高于10%。而日本对于此技术早就进行了深入研究，对操作中产生的裂纹、焊接加工中产生的不足及激光焊接铝合金时等离子控制问题都有了很好的解决方案，所以我国要进行的研究还有很多。
结束语
总而言之，铝合金材料变形在实际运用过程中十分常见，导致铝合金材料变形的原因是多样化的，不仅有加工因素还有环境因素，但加工因素是主要因素所在。因此，在当下以及未来铝合金材料加工过程中要不断优化加工技术，以弥补材料本身的不足之处，最大程度上的减少铝合金材料变形的概率。
参考文献
[1]张衬新.中国铝加工行业市场现状及发展趋势[J].有色冶金设计与研究，2017，38（02）：27-30.
[2]肖峰，吴运新，龚海，李晨，刘瑶琼，姬浩.加工形态对铝合金薄壁件加工变形的影响[J].中南大学学报（自然科学版），2017，48（02）：355-360.
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[4]李军义，王东新，刘兆刚，王战宏，孙本双，钟景明.铍铝合金的制备工艺与应用进展[J].稀有金属，2017，41（02）：203-210.
[5]熊奇.大尺寸铝合金板件电磁成形设计与实现[D].华中科技大学，2016.
论文作者:张权
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/4
标签：加工论文; 铝合金论文; 刀具论文; 材料论文; 零件论文; 工件论文; 因素论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;