[发明专利]铝合金薄壁型腔零件的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金薄壁零件加工技术领域，特别地，涉及一种铝合金薄壁型腔零件的加 工方法。

背景技术

铝合金薄壁零件一般的加工工艺过程为：下料→粗铣→热处理→精铣。

由于铝合金材质的特性导致其刚性强度差,并且又是薄壁构件，因此在加工过程中会受到 切削力、切削热、夹紧力等外力影响，从而对零件的尺寸精度、表面质量等产生较大的影响； 此外还可能由于整个加工系统产生的振动形成对零件的振动力，从而导致零件的结构变形， 甚至出现零件撕裂和报废的情况。

发明内容

本发明提供了一种铝合金薄壁型腔零件的加工方法，以解决现有针对铝合金薄壁零件的 加工方法，容易构成对零件的尺寸精度、表面质量的影响；而加工系统的振动力也可能使零 件结构发生变形甚至撕裂和报废的技术问题。

本发明提供一种铝合金薄壁型腔零件的加工方法，包括以下步骤：a、进行机床选择，选 择普通加工中心加工与高速铣加工进行结合加工；b、进行进刀方式的选择，选择由斜线进刀 方式改进获得的之字形进刀方式进行加工；c、注蜡操作，在铝合金原料与装载铝合金原料的 工装之间注入熔融状态的石蜡，并使石蜡缓慢冷却并凝固；d、粗铣加工，采用普通加工中心 对工装内的铝合金原料进行粗铣加工，并利用凝固的石蜡抵消粗铣过程中对铝合金原料产生 的压应力变形；e、精铣加工，采用高速铣对工装内的铝合金原料进行精铣加工形成铝合金薄 壁型腔零件；f、脱蜡操作，将铝合金薄壁型腔零件与工装之间的石蜡加热熔化并脱出，获取 成型的铝合金薄壁型腔零件。

进一步地，步骤a中的机床选择具体为：普通加工中心加工时，采用大背吃刀量以及慢进 给加工；高速铣加工时，采用高转速、快进给以及小背吃刀量去除加工量。

进一步地，步骤b中的斜线进刀，采用侧刃切削铝合金原料；加工时设定两个角度：第 一个角度为在加工平面内的角度，铝合金原料的加工面设定为X-Y平面，刀具在铝合金原料 的加工面上的加工轨迹与X轴的夹角；第二角度为与铝合金原料加工面垂直方向的夹角，即 刀具切入铝合金原料的加工面的倾斜角度。

进一步地，随着斜线进刀的第二角度减小，刀具每次背吃刀量浅且有利于刀具和铝合金 原料的保护，同时使得切入斜线增长以及加工线路加长；反之，随着斜线进刀的第二角度增 大，斜线进刀趋向于端刃切削。

进一步地，步骤b中的之字形进刀，属于斜线进刀的改进型进刀方式，将一步斜线进刀 划分为多步斜线小进刀，每一步斜线小进刀的行程小且引起刀具和铝合金原料的变形小。

进一步地，步骤c中的注蜡操作具体步骤为：将石蜡放入容器内加热熔化并保持47℃-90 ℃的温度；将工装以及铝合金原料预热至47℃-90℃；将热熔状态的石蜡导入铝合金原料与工 装之间并保持47℃-90℃的温度3min-7min；整体缓慢冷却至室温，使石蜡缓慢凝固并紧密贴 合于铝合金原料的外壁面上。

进一步地，步骤d中利用普通加工中心对铝合金原料的粗铣加工，利用冷却凝固的石蜡 与铝合金原料壁体的贴合以吸收刀具加工时对铝合金原料产生的震动能力以及抵抗刀具加工 时铝合金原料壁体的压应力变形；铝合金原料经过粗铣后的壁厚在2mm-4mm。

进一步地，步骤e中利用高速铣对铝合金原料的精铣加工，在加工时，采用小背吃刀量、 重复铣削以及分层顺铣的加工方式防止铝合金原料的薄壁变形；加工铝合金薄壁型腔零件时， 采用刀径为2mm-6mm的刀具，选择每齿进给量为0.03mm-0.07mm，切削速度为 200m/min-300m/min，刀具转速为15000-25000r/min，进给速度为1500mm/min-2500mm/min， 背吃刀量为0.2mm-0.4mm。

进一步地，步骤f中的脱蜡操作具体步骤为：将加工好的铝合金薄壁型腔零件与工装加热 至47℃-90℃，使大部分的石蜡从铝合金薄壁型腔零件与工装之间熔化，将铝合金薄壁型腔零 件从工装上拆卸并放入脱蜡溶液中浸泡；将铝合金薄壁型腔零件表面的石蜡去除后进行水洗； 水洗后在47℃-90℃的环境下烘干。

进一步地，加工铝合金薄壁型腔零件的薄底壳体时，刀具从远离薄底壳体的支承最远位 置开始加工，并一直保持向下加工，逐步向支承位置靠近；薄底壳体的底面需一次加工到尺 寸，避免重复进给。

本发明具有以下有益效果：