铝合金工件制造的难点有哪些？

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。在飞机结构中，为了减轻重量，采用了大量的铝合金材料的薄壁零件，由于铝合金零件材料热膨胀系数较大，薄壁加工过程中很容易变形。尤其是在采用自由锻毛坯时加工余量大，变形问题更为突出。下面我们简单介绍下铝合金公件的变形问题和解决方法：

一、铝合金工件加工变形的原因

铝合金零件加工变形的原因很多，与材质、零件形状、生产条件、切削油的性能等都有关系。主要有以下几个方面：毛坯内应力引起的变形，切削力、切削热引起的变形，夹紧力引起的变形。

二、减少加工变形的工艺措施

(1)降低毛坯的内应力

采用时效以及振动处理或预先加工均可部分消除毛坯的内应力，余量大的毛坯工件故加工后变形也大。若预先加工掉毛坯的多余部分缩小各部分的余量，不仅可以减少以后工序的加工变形，而且预先加工后放置一段时间，还可以释放一部分内应力。

(2)合理选择刀具几何参数

前角：在保持刀刃强度的条件下前角适当选择大一些，一方面可以磨出锋利的刃口，另外可以减少切削变形使排屑顺利，进而降低切削力和切削温度。

后角：后角大小对后刀面磨损及加工表面质量有直接的影响。粗铣时由于进给量大、切削负荷重、发热量大，要求刀具散热条件好，因此后角应选择小一些。精铣时要求刃口锋利，减轻后刀面与加工表面的摩擦减小弹性变形，因此后角应选择大一些。

螺旋角：为使铣削平稳降低铣削力，螺旋角应尽可能选择大一些。

主偏角：适当减小主偏角可以改善散热条件，使加工区的平均温度下降。

(3)改善刀具结构

减少铣刀齿数加大容屑空间。由于铝合金材料塑性较大，加工中切削变形较大，需要较大的容屑空间，因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。

(4)精磨刀齿

在使用新刀之前，应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下，以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。这样不但可以降低切削热而且切削变形也比较小。

(5)严格控制刀具的磨损标准

刀具磨损后工件表面粗糙度值增加，切削温度上升工件变形随之增加。因此除选用耐磨性好的刀具材料外，还应严格控制刀具磨损程度，否则容易产生积屑瘤。切削时工件的温度不能过高以防止变形。

(6)改善工件的夹装方法

对于刚性较差的薄壁铝合金工件，对于薄壁衬套类零件如果用三爪自定心卡盘或弹簧夹头从径向夹紧，加工后一旦松开工件必然发生变形。以零件内孔定位自制一个带螺纹的穿心轴套入零件的内孔，其上用一个盖板压紧端面再用螺帽背紧。加工外圆时就可避免夹紧变形从而得到满意的加工精度。

(7)切削油的选用

由于铝合金的硬度较低且切削加工性较差，对切削油的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求，另外还需要一定的抗腐蚀性能以防止工件发黑，常用的切削油切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物，而且在高温下不易破坏，具有良好的润滑作用，并有一定的冷却效果，一般用于切削、钻孔、铰孔及攻丝等工艺。