高速加工铝合金薄板多槽的实例

1.技术要求

零件尺寸268mm×216mm×1mm，加工槽（0.5±0.01）mm×（4.8±0.02）mm（图2-139），主要技术要求：

1）槽口保留锐边，不能有毛刺。

2）各槽的宽中心和长度中心对称度±0.02mm。

3）各槽平行度0.02mm。

4）平面度0.08mm。

2.加工机床

由于零件大而薄，槽宽和长度及位置精度高，加工时受切削力和切削热的作用极易产生变形，所以在高速加工中心上加工，对高速铣削加工中心的要求：

1）主轴转速应在15000～80000r/min范围，陶瓷轴承，主轴动平衡应达到G2.5。

2）采用V形结构的滚动导轨，进给和快速移动速度达到20m/min以上。

3）对切削液系统的温度进行自动恒温控制。

4）具有高处理速度的控制系统。

3.铣刀

（1）铣刀材料及技术要求 刀具采用TiAlN涂层的超细粒硬质合金铣刀（图2-140），刀具直径0.4mm，刃长1.6mm，径向圆跳动小于0.005mm，前后面必须进行研磨，表面粗糙度值小于Ra0.5μm，刃口钝圆半径应达到R_n0.3～0.5μm，要保证切削刃锋利。

图2-139 薄板零件图

图2-140 立铣刀(www.xing528.com)

（2）几何角度 前角γ_o=15°，切削刃锋利，采用150°的刀尖角，使刀具向下进刀时稳定，避免产生摆动。切削刃与端面形成30°的主偏角，减少背向力，可减少刀具的弯曲变形。使用双圆弧齿背，提高了切削刃的强度。

（3）刀具装夹 刀具采用Sandvik公司的热缩夹头高速刀柄（图2-141），刀柄系统无辅助夹紧元件，结构简单，同轴度好，尺寸小，夹头夹紧力大，回转精度高。

4.切削参数

由于铝合金比较软，必须采用高速切削，这样切削力小，零件不易产生变形，再加上切削刃锋利，可以防止铣出槽口产生毛刺。PCD金刚石铣刀切削速度v_c=80～100m/min（转速n=6300～80000r/min），TiAlN涂层硬质合金铣刀v_c=60m/min（制作一个专用平板工，转速n=30000r/min），背吃刀量a_p=0.01～0.015mm，每转进给量f_r=0.002～0.003mm/r。

5.工装夹具

由于零件太薄，为防止加工过程中振动，在零件中间部分加一个压板，将中间部分压实（图2-142）。夹具按零件宽度加宽20mm，在零件下面垫一块与零件外形尺寸一样、厚度0.5～1.0mm铝合金板当作垫板，这样在铣槽时铣刀可以伸入到零件底面0.1mm左右，将槽铣通，又不会伤到工具定位面。在两侧加宽部位2×ϕ5mm定位锥销孔与工具底板一起配作，插ϕ5mm锥销将零件定位在工具中，这样在加工过程中无论如何移动压板，零件都不会窜动。

图2-141 Sandvik热缩夹头

图2-142 装夹示意图

6.加工方法

1）为了减少加工中产生的变形，将零件中的槽分成四个加工区，如图2-143所示。

各槽采用对称铣削法，加工顺序为A₁→A₂、B₁→B₂、C₁→C₂、D₁→D₂。

2）移去中部压板，在两侧压两块压板，加工中部余下的槽，加工顺序为E₁→E₂、F₁→F₂。

图2-143 加工中部的槽

3）清除毛刺。由于铝合金较软，容易在槽口产生细小毛刺，尤其在切削刃磨损后更容易产生毛刺，要将毛刺清理掉，同时又要保持槽口成锐角。手工清理毛刺是一件非常细致又很难的工作，要在放大镜下用锋利的三角刮刀仔细清理。