アルミニウムは非鉄金属で最も広く使用され広く使われている金属材料であり，その適用範囲はまだ拡大している。 アルミニウム材料で作られたアルミニウム製品は多種多様である。 統計によると、700万以上のアルミニウム製品があります。 建設と装飾産業から輸送産業へ、航空宇宙と他の産業は、異なるニーズを持ちます。 今日はアルミ製品の変形を避ける方法を紹介します。
アルミニウムの利点と特徴は以下の通りである。
- 低密度。 アルミニウムの密度は約2.7 g／cm 3である。 その密度は鉄または銅の1 / 3だけです。
- 高い塑性。 アルミニウムは、良好な延性を有し、プレス、ストレッチング等の圧力処理手段により種々の物品に製造することができる。
- 耐食性. アルミニウムは強い負の電気の金属です。 自然酸化や陽極酸化により表面に保護酸化膜が形成され，耐食性が優れている。
- 簡単に強化する。 純アルミニウムの強度は高くないが、陽極酸化により改善することができる。
- 簡単な表面処理。 表面処理は、アルミニウムの表面特性をさらに改善または変更することができる。 アルミニウム陽極処理プロセスは、かなり成熟して安定しており、アルミニウム製品の処理に広く使用されている。
- 良好な導電率と容易な回復。
加工変形を低減するための技術的方策
1. 羊毛培養の内部ストレスを低減する
自然または人工のエージングおよび振動処理により、ブランクの内部応力を部分的に取り除くことができます。 前処理も有効なプロセスである。 脂肪頭や大きな耳のブランクは，処理後の変形も大きなマージンのため大きい。 なお、余白部分を予め加工しておき、各パーツの余剰を少なくすれば、次工程の加工変形を軽減することができるだけでなく、予め処理された後に内部応力を解放して一時的に配置することができる。
2. 工具の切削能力を向上させる
工具の材料及び幾何学的パラメータは切削抵抗及び切削熱に重要な影響を及ぼす。 部品の加工変形を低減するためには，工具の正しい選択が非常に重要である。
(1) 合理的にツールの幾何学的パラメータを選択します。
① レーキ角度：刃先強度を維持する条件では、レーキ角をより大きく選定することができる。 一方、鋭いエッジを研削することができ、他方では、切削変形を低減し、チップの除去を滑らかにし、切削力および切削温度を低減することができる。 負のすくい角工具は絶対に使用しないでください。
② リリーフ角：レリーフ角の大きさは、レリーフ表面の摩耗と機械加工された表面の品質に直接的な影響を与えます。 切削厚はリリーフ角を選択するための重要な条件である。 粗加工時には，大きな送り速度，重切削負荷，大発熱により工具の放熱条件が良好であることが要求される。 従って、クリアランス角を小さくする必要がある。 フライス加工を終了する際には、刃先と加工面との間の摩擦を低減し、弾性変形を低減するためにエッジを鋭くする。 したがって、救済角が大きくなる。
③ ヘリックス角：ミリングを滑らかにし、切削力を減少させるためには、ヘリックス角をできるだけ大きくする必要がある。
④ 主偏向角：主偏向角を適切に減少させることにより、放熱条件を改善し、処理領域の平均温度を低減することができる。
(2) ツールの構造を改善します。
① カッティング歯の数を減らして、チップスペースを増やしてください。 アルミ部品の大きな塑性性と加工時の大きな切削変形により、大きなチップ保持空間が必要となるので、チップ保持溝底面の半径が大きくなり、フライス削り歯数が少なくなる。
② カッター歯の研削仕上げ。 カッター歯の刃先の粗さは、Ra＝0.4 um以下である。 新しいナイフを使用する前に、ナイフの歯を粉砕する際に残ったバリとわずかなserrationsを除去するために、細かい歯の石でナイフ歯の前面と背中を穏やかに挽く。 これにより、切削熱のみならず、切削変形も低減することができる。
③ 厳密には、工具摩耗標準を制御します。 工具摩耗後は被加工物の表面粗さが増加し，切削温度が上昇し，工作物変形が増加する。 したがって、耐摩耗性に優れた工具材料の選択に加えて、工具摩耗基準を0.2 mm以上とすることができず、チップ蓄積を容易に行うことができる。 切削時には、ワークの温度は変形を防ぐために100℃を超えない。
3. 工作物のクランプ方法の改良
剛性の悪い薄肉アルミニウム製のワークでは、変形を低減するために以下のようなクランプ方法を採用することができる。
① 薄肉ブッシング部では、3爪のセルフセンタリングチャックやスプリングチャックを用いて径方向から締め付けば、加工後にゆるめた後に変形する。 このとき、剛性の良い軸端面押圧法を使用する。 部分の内部の穴で見つけて、自己作られたねじスピンドルは、部分の内部の穴にそれを入れました。 カバープレートを使用して端面を押し、ナットを締める。 外輪加工時には、クランピング変形を回避することができ、良好な加工精度を得ることができる。
② 薄肉薄肉加工品を加工する場合には、均一に吸着されたクランプ力を得るために真空吸着カップを選択し、小さな切削量で加工して加工変形を防止することが最適である。
あるいは、パッキング方式を用いてもよい。 薄肉の工作物の加工剛性を高めるためには，工作物においては，締付けや切断時のワークの変形を低減するために，媒体を充填することができる。 例えば、3 %〜6 %硝酸カリウムを含有する尿素融液を被加工物に注ぎ込み、加工後、被加工物を水またはアルコールに浸漬し、フィラーを溶解して注入することができる。
4. 手順を合理的に整える
高速切削においては，大きな加工余裕と断続切削のため，ミリング加工はしばしば振動を生じ，加工精度や表面粗さに影響する。 したがって、NC高速加工工程は、一般に粗加工半仕上げコーナークリーニング仕上げ等に分けられる。 精度の高い部品に対しては、二次セミフィニッシュを行い、加工を終了する必要がある。 粗加工後は、自然に冷却して粗加工による内部応力をなくし、変形を低減することができる。 粗加工後の手当は、一般的に1〜2 mmの変形より大きい。 仕上げ加工時には、加工加工中に安定した状態に維持するため、一般的に0.2〜0.5 mmの仕上げ加工面に均一な加工手当を施し、切削変形を大幅に低減し、良好な表面加工品質を得、製品の精度を確保する。
加工変形を低減するための操作技術
以上の理由に加えて、実際の運用においても運転方法が非常に重要である。
- 大きな加工余裕のある部品に対しては，より良好な放熱条件を与え，加工中の熱集中を避けるため，対称加工を採用する。
- 板部に複数のキャビティが存在する場合には，処理中に1つのキャビティと1つのキャビティの逐次処理法を採用してはならず，部分の凹凸応力や変形を起こしやすい。 多層処理を採用し、各層をできるだけ同時に全てのキャビティに加工した後、次の層を加工し、均一に応力を与え変形を低減する。
- 切削パラメータを変えることで切削力と切削熱を低減できる。 切削パラメータの3つの要素のうち，バックドラフトは切削力に大きな影響を及ぼす。 加工手当が大きすぎて工具の切削力が大きすぎると部品を変形させるだけでなく、工作機械主軸の剛性に影響を与え、工具の耐久性を低下させる。 バックナイフの量を減らすと、生産効率が大幅に低下します。 しかし，nc切削において高速ミリングはこの問題を克服できる。 バックドラフトを減少させつつ、フィードを増加させ、工作機械の回転数を増加させる限り、切削力を低減し、加工効率を確保することができる。
- 切断順序に注意してください。 粗加工は加工能率の向上と単位時間当たりの切削速度の追求を強調した。 一般に、逆フライス加工を使用することができる。 すなわち、ブランクの表面の余分な材料は、基本的に仕上げに必要な幾何学的形状を形成するために、最速の速度で、かつ最短時間で切断される。 仕上げは高精度・高品質を重視しつつフォワードフォーミングを採用することが適当である。 ダウンミリング中はカッター歯の切削厚が最大からゼロまで徐々に減少するため、加工硬化度が大幅に低下し、部品の変形度が低下する。
- 仕上加工時の締付けによる薄肉加工品の変形を避けることは困難である。 仕上加工が最小量に達する前に、被加工物の変形を最小限にするためには、押圧部を緩めて、ワークを自由に元の状態に戻すように緩め、その後、僅かにプレスして、被加工物を把持（完全にハンド）して理想的な加工効果を得る。 要するに、締付力の作用点は軸受面でなければならない。 クランプ力は、ワークの剛性が良い方向に作用する。 工作物が緩んでいないことを保証する前提では、クランプ力が小さいほど良い。
- キャビティ付き部品を加工する場合は、キャビティを加工する際にドリルビットのようにフライスカッターを直接的に突入させないようにし、フライスカッタに欠けたチップスペースを欠き、切り屑排出、過熱、部品の膨張、工具破損、その他の悪影響を受けないようにする。 まず、カッター穴をフライスカッターよりも同じ大きさのドリルでドリル加工し、フライス盤でミルする。 あるいは、CAMソフトウェアでスパイラルカットプログラムを作成することもできる。