给大家简单介绍一下:走心机专用铝棒加工
材料选择
纯度要求:走心机加工的铝棒一般需要较高纯度的铝材。例如,常用的 6061 铝合金铝棒,其主要合金元素为镁和硅,具有良好的可加工性、中等强度和良好的耐腐蚀性。纯度高的铝棒可以减少内部杂质对加工精度和刀具寿命的影响。在航空航天等高端领域,甚至会使用纯度更高的 7075 铝合金铝棒,其锌元素含量较高,强度更好,能满足高精度零部件的加工要求。
材料规格:铝棒的直径通常根据走心机的夹头规格和加工零件的尺寸来选择。一般直径范围在 3 - 32mm 之间较为常见。比如,当加工小型精密零件,如手表零件的轴类部件时,可能会选用直径 3 - 5mm 的铝棒;而对于一些稍大的机械零件,如小型电机轴,可能会使用直径 10 - 15mm 的铝棒。铝棒的长度也要合适,过长可能会导致加工过程中的振动,影响加工精度,一般长度根据具体加工任务和走心机的加工能力确定,通常在 1 - 3 米左右。
加工前准备
校直处理:由于铝棒在运输或存储过程中可能会发生弯曲,在走心机加工前需要进行校直。校直后的铝棒直线度一般要求每米不超过 0.1 - 0.2mm,以确保在走心机的导套和夹头中能够准确地定位和加工。可以使用专用的校直设备,通过压力校直或滚压校直的方法来达到要求。
表面预处理:铝棒表面需要进行清洁和去氧化处理。铝棒表面容易形成一层氧化铝薄膜,这会影响加工精度和刀具寿命。可以采用化学酸洗或机械打磨的方法去除氧化膜。例如,使用酸性溶液(如稀硫酸)进行酸洗,酸洗后要用清水冲洗干净,防止酸液残留腐蚀铝棒。同时,要保证铝棒表面无油污和杂质,为后续加工提供良好的表面条件。
走心机加工工艺要点
切削参数选择:
切削速度:走心机加工铝棒时,切削速度要根据铝棒的材质和刀具材料来确定。一般来说,使用硬质合金刀具加工 6061 铝合金铝棒时,切削速度可以在 150 - 300m/min 之间。较高的切削速度有利于提高加工效率,但如果速度过高,会导致刀具磨损加剧和表面质量下降。
进给量:进给量通常在 0.05 - 0.2mm/r 之间。适当的进给量可以保证加工精度和表面粗糙度。例如,当加工高精度的外圆表面时,进给量可能会选择较小的值,如 0.05 - 0.1mm/r,以获得较低的表面粗糙度;而在粗加工阶段,进给量可以适当增大,以提高加工效率。
切削深度:切削深度根据加工余量和加工精度要求来确定。在粗加工时,切削深度可以达到 1 - 2mm,以快速去除多余材料;在精加工时,切削深度一般控制在 0.1 - 0.3mm,以获得良好的尺寸精度和表面质量。
刀具选择:
刀具材料:针对铝棒加工,刀具材料一般选用硬质合金刀具。硬质合金具有硬度高、耐磨性好的特点。例如,涂层硬质合金刀具在加工铝棒时可以进一步提高刀具的切削性能。涂层可以是 TiAlN(氮化钛铝)等,这种涂层刀具能够有效减少刀具与铝棒之间的摩擦,降低切削力,提高刀具的使用寿命。
刀具类型:走心机加工常用的刀具包括外圆车刀、内孔车刀、切断刀等。外圆车刀用于加工铝棒的外圆柱面,其刀具几何形状要根据加工精度和表面粗糙度要求进行选择。例如,对于高精度的外圆表面加工,刀具的前角可以选择 10° - 15°,以减小切削力,后角可以选择 8° - 12°,保证刀具的锋利度和切削稳定性。内孔车刀用于加工铝棒的内孔,其刀杆的刚性要足够,以防止在加工过程中产生振动,影响内孔的加工精度。切断刀用于将加工好的零件从铝棒上切断,其刃口要锋利,并且要有良好的排屑性能,防止切屑堵塞影响加工。
精度控制
尺寸精度控制:走心机加工铝棒的尺寸精度控制要求较高。直径尺寸公差一般可以控制在 ±0.01 - ±0.05mm 之间,具体根据零件的设计要求确定。例如,在加工精密的电子设备零部件时,直径公差可能要求控制在 ±0.01mm 以内。长度尺寸公差一般控制在 ±0.05 - ±0.1mm 之间。走心机通过高精度的数控系统和精密的传动机构来保证尺寸精度,同时在加工过程中要进行实时测量和补偿,例如使用在线测量系统,当测量到尺寸偏差时,数控系统会自动调整刀具的切削参数,对尺寸进行修正。
形状精度控制:铝棒加工后的圆柱度和直线度也很重要。圆柱度误差一般要求控制在 0.002 - 0.005mm 以内,直线度误差每米长度内不超过 0.1 - 0.2mm。为了控制形状精度,走心机的主轴和导套的精度要高,并且在加工过程中要合理安排加工顺序和切削参数。例如,在加工长轴类零件时,可以采用分段加工的方式,先粗加工,然后进行半精加工和精加工,并且在精加工时适当降低切削速度和进给量,以减小切削力,提高形状精度。
表面精度控制:走心机加工后铝棒的表面粗糙度 Ra 值一般要求在 0.4 - 1.6μm 之间。通过选择合适的切削参数和刀具,以及良好的切削液,可以有效控制表面粗糙度。例如,使用乳化液作为切削液,其具有良好的润滑和冷却性能,能够减少刀具与铝棒之间的摩擦,降低表面粗糙度。同时,走心机的振动控制也很关键,通过采用高精度的平衡装置和减震措施,可以减少加工过程中的振动,提高表面精度。
质量检测
外观检查:加工后的铝棒首先要进行外观检查,检查表面是否有裂纹、划伤、毛刺等缺陷。可以使用放大镜或显微镜等工具辅助检查。对于有外观质量要求的零件,如装饰性的铝棒制品,表面缺陷是不允许存在的。
尺寸测量:使用量具如千分尺、卡尺、内径量表等对铝棒的尺寸进行测量。对于高精度的尺寸,还可以使用三坐标测量仪进行精确测量。测量内容包括直径、长度、圆柱度等尺寸精度指标。例如,三坐标测量仪可以精确测量铝棒的三维尺寸,通过与设计尺寸进行对比,判断加工精度是否符合要求。
性能测试:根据铝棒加工后的用途,可能需要进行性能测试。如在加工用于机械传动的铝棒轴时,需要进行硬度测试和疲劳测试。硬度测试可以使用洛氏硬度计或维氏硬度计等,确保铝棒的硬度符合零件的工作要求。疲劳测试可以模拟零件在实际工作环境中的受力情况,测试其疲劳寿命,以保证零件在长期使用过程中的可靠性。