刍议铝合金材料加工变形控制措施
- 格式:doc
- 大小:15.50 KB
- 文档页数:3
铝合金零件加工变形原因分析及工艺控制对策探讨摘要:基于实际加工需求,如何控制加工变形量,保证产品和加工质量,成为当前发展当中需要深入思考的重要问题。
在实际的加工当中,合理控制加工变形的工艺措施,重点控制力、温度,也就是控制加工过程当中在工件上的力,比如应力、温度等。
关键词:铝合金零件加工;变形原因;工艺控制1铝合金零件的特征由于铝合金零件具备重量轻、结构紧凑等特征,因此广泛运用在各个领域内。
文中以薄壁铝合金零件进行分析,其中铝合金零件由于刚性差、强度低等特征,在实际的加工当中工艺性能非常差,尤其是切削加工当中,很容易产生翘曲变形的情况。
在传统的铣削加工当中,存在热变形力、应力变形情况,加工的时候铝合金零件会发生弹性形变导致扭曲,这样生产出来的零件无法达到设计要求,产品合格率低。
但是在具体的加工过程当中,如果选择合理的刀具、夹具、切削液、铣削方式,合理控制热量、应力变形等,能够取得更好的效果,也能够保证成品合格率。
2产生变形的原因铝合金零件产生变形的原因比较多,经过对实验分析,发现机械加工过程当中产生的原因非常多,比如物理性能影响、零件结构形状、工件装夹、切削过程参数等等这些因素,都会对铝合金零件的性能产生影响,直接导致机械变形。
从根本上来看,存在变形的原因有:(1)应力的综合作用:在加工零件的过程中,切削会改变应力平衡性,导致内部组织状态受到影响。
在加工铝合金的过程中,需要利用刀具切削,沿着切削方向铝合金材料会产生变形问题,同时也会牵制相邻里层,在铝合金材料表面产生残余拉应力,在里层会产能参与压应力,在综合作用的影响下,铝合金零件因此出现变形问题。
(2)残余拉应力:在切削工作中,因为摩擦阻力的影响,引发塑性变形问题,在铝合金表面产生较多的热量,导致材料因此膨胀,如果里层温度比较低,表层发生膨胀问题之后,会阻挡里层材料,导致表层金属产生热应力。
如果热应力超过了铝合金材料屈服极限,将会引发压缩塑性变形问题。
铝合金焊接变形的控制与矫正
首先,铝合金焊接变形的原因主要包括热应力、残余应力和塑性变形三个方面。
因此,控制焊接过程中的热输入、优化焊接序列和采用预热等方法可以减少热应力的产生;选择合适的焊接参数和材料可以减少残余应力的产生;而采用自动化控制技术和机器人焊接等方法可以减少塑性变形的产生。
其次,对于已经产生的变形,可以采用以下方法进行矫正:拉伸、压缩、弯曲和热矫正等。
其中,拉伸和压缩可以通过机械力学加工进行,弯曲可以通过弯曲机进行,而热矫正则需要采用加热、冷却等方法进行。
在矫正过程中需要注意控制矫正力度和温度,避免引入新的变形。
最后,本文还介绍了一些辅助方法,如采用补偿焊接、采用支撑杆等方法进行变形控制和矫正。
总之,铝合金焊接变形的控制和矫正需要综合考虑多种因素,采用多种方法进行处理,以获得最佳的焊接效果和工件形状。
- 1 -。
铝合金薄壁件加工变形控制技术浅析摘要:随着工业制造业的不断发展,在工业制造之中逐渐开始使用铝合金材料,并且其使用范围越来越广泛,但是其加工技术还需要进一步的控制。
在进行铝合金材料加工的过程中,应该注意对于其加工变形的控制。
基于此,本文在分析铝合金材料加工变形影响因素与特点的基础上,通过先进的加工技术、冷处理技术、热处理技术、合理的装夹方式、合理利用切削刀具,从而对于铝合金硬铝板料变形的处理对于其加工变形控制进行深入的探讨,以便在后续的工序操作中,能够轻松的应对,满足整体的质量要求。
关键词:铝合金薄壁;加工变形;控制;技术引言铝合金在实际加工过程中存在易变型的问题,特别是加工余量大,可装夹面较小的情况下,通过对中单位用量较大的铝合金零件进行分析,详细介绍零件加工工艺流程的制定,包括零件的加工方法,加工中遇到的问题及如何解决问题,最后成功制定出合理工艺流程,保证质量的同时也提高了生产效率。
1.铝合金材料加工变形的主要影响因素与特点1.1影响因素针对铝合金材料的加工变形,主要包含机床、刀具、夹具等,也包含了通风条件、温度等因素。
其中,钢度会受到机床定位精度的影响。
在进行工件装夹中,如果夹紧点选择错误,就会影响夹紧力的作用;如果夹具和工件接触面相对较小,也会对其度带来影响,如果其本身的钢度无法满足要求,在实施装夹力的时候就会引发变形。
另外,刀具对于铝合金的加工变形带来的影响主要是针对材料、钢性以及耐用度等方面。
不过在所有因素之中,最为明显的还是切削参数的影响。
在实施高速切削时,会带走大部分的切削热。
当进一步减少工件热变形,并且切削参数不够合理的时候,就很容易出现加工零件震动的问题,进而降低加工精度,引发加工变形。
在进行铝合金材料加工变形因素分析中,其主要包含:第一,温度以及挤压速度不够合理。
在相对较长时间内,铝合金材料加工都是选择的传统加工模式,这样会影响对于加工温度的实际把握;第二,在加工过程中,对于材料位置的选择不够合理。
铝合金部件焊接变形的产生及控制随着科学技术的不断发展,铝合金材料已经在众多领域中得到了广泛的应用,因为它的重量轻、强度高、抗腐蚀性好等优秀的性能特点。
因此,在许多工程中,铝合金部件也逐渐成为了主要的材料之一。
但是,在铝合金部件制造过程中,由于热应力和残余应力的存在,铝合金部件在进行焊接加工时很容易产生变形,这也成为制造过程中的一个重要问题。
因此,控制铝合金部件焊接变形是非常重要和必要的。
1. 铝合金部件焊接变形的产生机理铝合金部件在进行焊接过程中,往往会产生一定的热影响区。
这是因为在焊接的加热过程中,焊点处的温度会急剧升高,会使周边的金属材料产生热膨胀,从而引起板材弯曲和变形。
此外,受到焊枪重量和锁定力的作用,板材弯曲和变形的程度也会增加。
2. 铝合金部件焊接变形的控制方法2.1调整焊接参数在铝合金部件的实际焊接过程中,调整焊接参数可以有效地控制焊接变形的产生。
焊接参数主要包括焊接电流、电压、热输入和焊接速度等。
通过合理地调整这些参数,可以使焊接区域受到的热影响更加均匀,从而减少变形的产生。
2.2采用专业的焊接技术和设备铝合金部件的焊接变形受到很多因素的影响,因此要控制焊接变形,我们必须采用专业的焊接技术和设备。
例如,在进行铝合金部件焊接时,可以采用TIG焊接技术,这种技术可以在焊接的过程中使用阻性焊助剂,来提高焊接接头的稳定性。
同时,使用先进的焊接设备也有助于控制焊接变形。
2.3采用机械定位和焊接支撑装置在铝合金部件的制造过程中,通常采用机械定位和焊接支撑装置来控制焊接变形。
机械定位利用夹具和模具等设备,使被焊接的部件相对位置固定,保持尺寸准确、位置恒定,从而减少变形的产生。
而焊接支撑装置则可以用来支撑和稳定焊接部件的位置,避免其扭曲变形,从而提高焊接效果。
3. 铝合金部件焊接变形控制的应用实例对于汽车工业、电子行业、航空航天等多种应用领域,完美的铝合金部件的制造和焊接过程中,尤其要控制好焊接变形。
试论铝合金扁锭弯曲的成因及预防措施摘要:扁锭主要存在的缺陷包括:弯曲变形、裂纹、气泡、疏松、表面不光滑等等。
实际在生产的过程中,铸锭产生弯曲或者是铸造失败主要是由于:冷却水压不是特别稳定,引锭头牵引的速度不均匀或者是铸造的速度过快。
而本文分了析铝合金扁锭在生产的过程中出现弯曲现象的原因,并进一步提出有效的预防措施。
关键词:铝合金扁锭;缓慢性弯曲;位移性弯曲;冷却强度实际在生产铝合金扁锭的过程中,大部分的废品都是由于弯曲导致的。
为了降低这一缺陷,本文就对原工艺技术条件进行了优化攻关,并且提出了有效的预防控制措施。
一、弯曲类型经过铝合金扁锭出井时的实地测量观察,我们发现铝合金扁锭的弯曲现象有两类,一类是缓慢性弯曲,这种弯曲在扁锭的大面和侧面均可发生,其特征是从扁锭侧面方向观察,两个大面一个呈慢弧形凸起,一个呈慢弧形凹陷,或者从扁锭大面方向观察,两个侧面一个呈慢弧形凸起,一个呈慢弧形凹陷,而且扁锭越长,弯曲看起来越明显。
另一类是位移性弯曲,从目前情况看,这种弯曲全部发生在侧面,即从扁锭大面方向观察,在扁锭中间区段某一部位,两个侧面朝统一方向发生了明显的位移偏差,大面和侧面的交汇边沿不再呈一条直线。
在上述两类弯曲中,位移性弯曲特征较明显,很容易发觉,而缓慢性弯曲是渐进式的弯曲,在较短的长度区间内,位移偏差极其微小,肉眼很难发觉,但随着铸造的进行,扁锭长度越来越长,位移偏差逐渐累积起来,弯曲也就显现出来,扁锭的铸造长度越长,弯曲看起来越明显。
二、弯曲成因(一)缓慢性弯曲成因铝合金扁锭缓慢性弯曲的成因是由于扁锭的引锭头放置得不平稳,其相对的两个大面或侧面在与底座接触时不在同一水平面上,呈现出一侧高、一侧低的状况。
事实上,这种不平稳也是极其微小的,肉眼很难察觉,但通过水平尺等测量仪器可以测量出来。
这种微小的不平稳势必导致结晶器内相对的两个大面或侧面之间的铝液量产生差别,在冷却强度相同的情况下,偏高的一面铝液量少、先凝固,偏低的一面铝液量多、后凝固,结晶速度也就产生了微小差别,在铸造应力和自身重力的作用下,扁锭便向铝液量多的一侧产生微小弯曲,随着铸造过程的进行,扁锭的长度逐渐增加,这种微小弯曲逐渐累积显现出来便形成了缓慢性弯曲。
铝合金零件加工变形的解决方法摘要:本文主要介绍了铝合金机械的加工变形原因,提出了解决铝合金零件机械加工变形问题的基本方法。
以作者的工作及实践经验,介绍了这些方法在实际机械加工中的应用。
关键字:铝合金型材;加工时变形;残余应力;切削热;切削用量;加工夹具的变形和回弹0 引言在机械加工中,影响铝合金零件变形主要有以下三个因素:毛坯残余应力的释放、由切削热与切削力所引起的变形、对工件的装夹变形和回弹。
要解决铝合金的加工变形问题,就必须针对以上各个因素制定相应的加工方法,并安排合适的加工工艺方案。
1 铝合金加工变形的解决方法1.1铝合金加工变形的解决方法1.11利用最先进的加工技术解决了铝合金的加工变形新型的机械加工方法,与传统的机械加工方法相比较而言,更能高效的处理零件加工过程中的切削力、磨削热,以及刀具的装夹变形和回弹等的问题。
下面列出了一些先进的加工方法。
①高速切割技术。
②电流变(ER)技术。
③激光制造技术。
④水射流制造技术。
⑤超音波生产技术。
⑥离子束生产技术。
⑦等离子生产技术。
⑧线切割生产技术。
1.12使用金属切削工具处理铝合金的加工过程与黑色金属相比较,铝合金材料在切削过程中产生的切削力相对较小,因此可以采用较大的切削速度,但很容易粘上刀、形成积屑瘤,由于铝合金材料的导热系数较高,在切削时由切屑和零件导出的热量都较多,且切削区温度也较低,所以虽然刀具耐用度较高,但由于零件本身的温升也相对较快,很容易引起变形的产生。
因此,通过选用合适的刀具材料,在原刀具材料的基础上选用合适的刀具角度,并提高刀具表面的粗糙度的要求,对降低切削力和切削热十分有效。
1.13利用热处理解决相合金的加工变形解决铝合金型材加工应力问题的热处理方式,一般为去内部应力退火、再结品退火、均匀性退火及时效。
1.14利用冷处理解决铝合金的加工变形解决铝合金加热变形问题的冷处理技术,只要有振动时效和人工冷校形。
由于冷处理工艺节能、制造周期复、制造代价小,所以在制造流程中使用最广泛。
铝合金薄壁件加工变形控制一、引言铝合金薄壁件广泛应用于航空、汽车、电子等领域,因其具有轻量化、强度高、耐腐蚀等优点。
然而,在加工过程中,铝合金薄壁件容易发生变形,影响其精度和性能。
因此,如何控制铝合金薄壁件加工变形成为研究的重要方向。
二、铝合金薄壁件加工变形原因1.材料本身的性质:铝合金具有低的弹性模量和高的热膨胀系数,容易受到温度变化和应力影响而发生变形。
2.加工方式:冲压、拉伸等加工方式会产生内部应力,导致铝合金薄壁件发生弯曲或扭曲。
3.模具设计:模具的设计不当会使得材料分布不均匀,导致局部过厚或过薄区域出现,从而引起变形。
三、铝合金薄壁件加工变形控制方法1.材料选择:选择抗拉强度高且弹性模量低的铝合金材料可以减少变形。
2.加工方式优化:采用多工序加工、减小冲压力度、降低拉伸速度等方式可以减少内部应力,从而减少变形。
3.模具设计优化:合理设计模具结构,增加支撑点,避免过度变形等方法可以减少变形。
四、铝合金薄壁件加工变形控制实践1.材料选择:选择抗拉强度高的6061-T6铝合金材料进行试验。
结果表明,该材料相较于普通铝合金材料能够有效降低变形。
2.加工方式优化:采用多工序加工、缩短冲压时间、降低拉伸速度等方式进行试验。
结果表明,这些方法能够有效减少内部应力和变形。
3.模具设计优化:采用增加支撑点、增加模具刚度等方式进行试验。
结果表明,这些方法能够有效避免过度变形。
五、结论通过以上实践和研究,我们可以得出以下结论:1.选择抗拉强度高且弹性模量低的铝合金材料可以减少变形。
2.采用多工序加工、缩短冲压时间、降低拉伸速度等方式可以减少内部应力和变形。
3.合理设计模具结构,增加支撑点,避免过度变形等方法可以减少变形。
六、展望随着科技的不断进步,铝合金薄壁件加工变形控制的研究将会更加深入。
我们可以通过模拟分析、人工智能等方式来预测和控制铝合金薄壁件的变形,从而进一步提高其精度和性能。
试论铝合金材料加工变形控制措施铝合金材料在工业生产中是应用比较广泛的加工材料,其具有重量轻、耐腐蚀性强、导热性好等优点,在工业制造中起到了非常重要作用。
在进行铝合金材料的加工中,会受到多种因素的影响而导致零件变形,这与使用的零件加工技术、加工设备、自然环境等因素有着直接的关系。
要想提高铝合金材料的加工质量,避免变形现象的发生,就需要掌握导致材料加工变形的原因,并采取针对性的措施去处理,才能提高加工效果,保证加工质量。
标签:铝合金材料;加工变形;控制措施一、铝合金加工变形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;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。
二、挤压铝合金在机械加工过程中产生变形的主要原因和特点1、铝合金在机械加工过程中产生变形的主要原因在过去科学技术还不如现在发达的时候,那个时候的技术人员使用传统的加工方法对铝合金材料进行加工处理,冷热变形是导致零件变形的重要原因,在实践操作中我们得知,在进行切削加工的过程当中,切削时温度过高和切削时用力太大是导致零件变形的主要原因,对零件的机械加工都包含有,车,铣,饱,磨,膛等,在机械技工过程中直接导致铝合金变形的主要原因有,在进行按压操作时,导致零件的温度过高,在进行挤压的操作中挤压的速度过慢,材料在挤压机的出口温度达不到凝固状态,凝固状态,导致零件达不到凝固强化的基本效果,还有就是材料位置处的通风不佳导致风量不够用,引起零件在加工的过程当中,零件的冷却速度过慢,从而导致铝合金挤压产生变形,或者是工艺在时期内的效用不恰当,热风循环的不流畅,造成牵引机发生故障,使材料表面被压弯,最后一种是没有运用正确的方式方法进行模具的设计,造成模式在使用时设计上的不合理,在挤压下发生抖动造成材料出现波纹。
刍议铝合金材料加工变形控制措施
作者:李旺顺
来源:《中国新技术新产品》2015年第15期
摘要:铝合金材料广泛应用于现代工业中,但目前我国在加工零件方面的技术还不够高,只能使用传统的加工方法对铝合金材料进行加工,从而在加工过程中导致许多零件变形的现象时有发生。
为了提高加工的效果,在实际操作过程中,常常利用切削液对其进行冷却。
本文探讨了几种能够解决铝合金变形的方法,分别是加工刀具法、热处理法和先进加工法。
关键词:铝合金;变形;加工方法;热处理
中图分类号:TG457 文献标识码:A
随着制造业的不断发展与进步,在现代工业中,铝合金材料变得越来越重要。
铝合金材料具有导电导热性好、重量轻、耐腐蚀、强度极高,可点焊等优点。
但也存在着某些不足,比如在铝合金材料经过加工之后,它的零件很容易变形。
加工零件出现内应力变是导致零件加工后变形的主要原因。
由于加工零件内部微观或者宏观的组织产生了不均匀的体积变化,从而形成了零件内应力。
发生了内应力变化的零件常处于一个很活泼的状态,其内部运动比较激烈,都竞争着回到初始的稳定状态,即使在常温环境,零件的运动也十分的激烈。
在短暂的时期内,无法观察到已经具有内应力的零件的激烈运动,它们通常处于一个相对平衡状态,只有在清除某一些表面之后,才能够打破这一种平衡,内应力重新分布位置,最终导致零件变形。
零件的变形大大的降低了零件的性能以及使用寿命。
在科学技术不发达的原始时期,通常利用传统的加工方法对铝合金材料进行加工,这时冷变形和热变形形成了零件变形的主要原因。
在实际切削加工过程中,切削热、切削力以及夹紧力是影响零件变形的主要原因。
一、挤压铝合金在机械加工过程中产生变形的主要原因和特点
机械加工包括车,铣,铇,磨,镗等。
铝合金在机械加工过程中产生变形的原因主要有:第一,挤压时温度太低,挤压速度太慢,型材在挤压机的出口温度达不到溶固状态,导致不能起到溶固强化效果;第二,型材位置的通风效果不好,风量不够,导致在加工过程中冷却速度比较慢,从而使挤压铝合金产生变形;第三,时效工艺不恰当,热风循环不畅,导致时效不充分;牵引机发生周期性上下跳动,使得型材表面发生局部弯折;第四,没有科学合理的方法来设计模具,使得模具设计不合理,在挤压作用下发生颤抖导致型材出现波纹。
在机械加工过程中铝型材挤压加工的特点如下:有优良的可机加工性,可成形性,可锻性等等,铝型材经过挤压加工后可产生断面形状比较简单的棒、管、线、型等产品,这些东西可以用来生产形状和断
面变化很复杂的管材以及型材,例如逐渐变断面型材、带异性加强筋的整体壁板型材、形状很复杂的空心型材和多空型材等。
二、解决铝合金加工变形的控制措施
(一)利用先进的加工技术解决铝合金的加工变形
由于先进的加工技术合理的控制了零件加工过程中零件的切削力、夹紧力以及切削热,所以它能够有效的控制铝合金材料加工过程中零件变形数量。
所以应该采取先进的技术对铝合金材料进行加工,比如利用电流变技术、激光加工技术、高速切削技术等。
(二)利用切削刀具解决铝合金的变形
与其它金属相比较,利用铝合金作为材料,可以降低切削过程中的切削力,增加切削的速度,但也存在着不足,在此过程中,容易增加其与刀具的黏度,形成不易清理的积屑瘤。
铝合金材料具有较高的导热导电能力,在切削过程中会产生大量的热量(这些热量来源于切屑和零件),因此刀具比较耐用,使用周期长,但是由于零件本身的温度上升速度特别快,导致零件容易变形。
因此,为了降低切削热以及切削力,我们不仅要选用合适的道具材料,而且在此基础之上,要选择一个符号要求的刀具角度,同时还要提高刀具表面的粗糙程度。
(三)利用热处理解决铝合金的加工变形
消除铝合金材料加工应力的方法有很多,其中最重要的、最普遍使用的方法就是热处理,该方法主要包括:再结晶退火、去应力退火、均匀化退火、时效性等。
对于不同的零件应采用不同的处理方法,针对那些结构比较复杂的零件,工艺路线基本上是:粗加工——热处理——精加工。
针对那些精确度要求高,结构复杂的工件,为了保证零件在安装、配置、运用过程中能够发生微小的尺寸改变,在粗加工和半加工的同时应安排好热处理工序,在零件完成精加工之后,再稳定零件的内应力。
(四)利用冷处理解决铝合金的加工变形
人工冷校形和振动时效是解决铝合金加工变形中冷处理的主要方法之一。
振动时效基本原理是通过机械的方式使零件产生振动现象,在振动过程中因受到力的作用,从而松弛或者重新分布位置以达到尺寸的稳定。
与热处理进行比较,振动时效具有生产周期短、生产成本低、节约资源等优点。
人工冷校形是指零件在加工过程中出现变形现象后,人为的对零件进行校形。
一种方式是通过施加外力对零件校形,另一种方式是通过持续的施加外力实现内应力向外释放的目的。
(五)解决铝合金硬铝板料变形的实例
铝合金硬铝板料在淬火后内部会产生很大的内应力。
通常情况下,随着板料厚度的增加,其残余应力就会相应的提高。
如果不采取措施及时清理这种残余力,随着时间的推移会发现板料翘曲特别严重。
更严重的是,残余应力将会加剧机械加工时的变形。
结语
针对铝合金在加工过程中产生的变形现象,找到了先进的技术方法来解决加工过程中零件的变形,从而提高了加工水平,弥补了铝合金某些方面的不足。
通过研究分析得出:保持加工余量不变的条件下,每次加工的余量越少,反转次数越多,零件加工后变形的数量就会大大降低。
参考文献
[1]张利军,申伟.消除薄壁铝合金加工变形工艺技术研究[J].工具技术,2013,47(05).
[2]单秀庆.消除薄壁铝合金加工变形工艺技术研究[J].科技创业家,2013(22).
[3]毕运波,柯映林,董辉跃.航空铝合金薄壁件加工变形有限元仿真与分析[J].浙江大学学报(工学版),2008,42(03).
[4]王光宇,吴运新,闫鹏飞,等.航空铝合金薄壁件铣削加工变形的预测模型[J].中南大学学报(自然科学版),2012,43(05).。