铝合金五轴加工减少加工变形的操作技巧

铝合金五轴加工所采用的数控机床通常称为五轴数控机床，或者为五轴加工中心。五轴加工中心主要用于航空零件五轴加工，医疗设备零件加工，加工具有自由曲面的零部件、叶轮五轴加工等。五轴加工中心机床可以不改变工件在机的位置而对工件的不同侧面进行加工，可大大提高了加工效率。五轴加工中心可以实现一次装夹完成铣削、钻孔、攻丝等多面加工，通过五轴联动还可加工复杂零件的自由曲面等。

铝件材料的零件在五轴加工过程中变形，产生的原因条件各异，在实际操作中，为了减少铝合金材料的变形，加工变形操作方法也是非常重要的，主要有以下6种：

1.五轴联动加工对于加工余量大的零件，为使其在加工过程中有比较好的散热条件，避免热量集中，加工时，宜采用对称加工。如有一块90mm厚的板料需要加工到60mm，若铣好一面后立即铣削另一面，一次加工到最后尺寸，则平面度达5mm；若采用反复进刀对称加工，每一面分两次加工到最后尺寸，可保证平面度达到0.3mm。

2.如果板材零件上有多个型腔，加工时，不宜采用一个型腔一个型腔的次序加工方法，这样容易造成零件受力不均匀而产生变形。采用分层多次加工，每一层尽量同时加工到所有的型腔，然后再加工下一个层次，使零件均匀受力，减小变形。

3.五轴cnc加工通过改变切削用量来减少切削力、切削热。在切削用量的三要素中，背吃刀量对切削力的影响很大。如果加工余量太大，一次走刀的切削力太大，不仅会使零件变形，而且还会影响机床主轴刚性、降低刀具的耐用度。如果减少背吃刀量，又会使生产效率大打折扣。不过，在数控加工中都是高速铣削，可以克服这一难题。在减少背吃刀量的同时，只要相应地增大进给，提高机床的转速，就可以降低切削力，同时保证加工效率。

4.铝合金五轴加工走刀顺序也要讲究。粗加工强调的是提高加工效率，追求单位时间内的切除率，一般可采用逆铣。即以最快的速度、最短的时间切除毛坯表面的多余材料，基本形成精加工所要求的几何轮廓。而精加工所强调的是高精度高质量，宜采用顺铣。因为顺铣时刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零，加工硬化程度大为减轻，同时减轻零件的变形程度。

5.铝合金医疗设备零件的薄壁工件，在加工时由于装夹产生变形，即使精加工也是难以避免的。为使工件变形减小到最低限度，可以在精加工即将达到最后尺寸之前，把压紧件松一下，使工件自由恢复到原状，然后再轻微压紧，以刚能夹住工件为准（完全凭手感），这样可以获得理想的加工效果。总之，夹紧力的作用点最好在支承面上，夹紧力应作用在工件刚性好的方向，在保证工件不松动的前提下，夹紧力越小越好。

6.铝合金五轴加工在加工带型腔零件时，加工型腔时尽量不要让铣刀像钻头似的直接向下扎入零件，导致铣刀容屑空间不够，排屑不顺畅，造成零件过热、膨胀以及崩刀、断刀等不利现象。要先用与铣刀同尺寸或大一号的钻头钻下刀孔，再用铣刀铣削。或者，可以用CAM五轴数控软件设置螺旋下刀程序。

影响铝件加工精度和表面质量的主要因素是该类零件加工过程中容易发生变形现象，这需要操作者具备一定的操作经验和技巧。

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