항공 분야에서는 항공 부품 자체의 무게를 줄이기 위해 알루미늄 합금 재료를 많이 사용한다는 것을 잘 알고 있다.그러나 알루미늄합금 정밀가공의 경우 재료의 팽창계수가 비교적 크기 때문에 얇은 벽을 가공하는 과정에서 변형이 발생하기 쉽다. 특히 자유단조 벽돌을 채택할 때 가공 여분이 많아 변형의 문제가 더욱 두드러진다.

1. 가공변형을 일으키는 원인

알루미늄합금 부품을 가공하여 변형하는 원인은 사실 매우 많은데, 재질, 부품의 형상 및 생산의 각종 조건, 예를 들면 절삭액의 성능 등과 모두 관계가 있다.총결하면 대체로 다음과 같은 몇가지를 포함하는데 그것은 바로 반제품의 내응력변형, 절삭강도, 절삭열량 및 클립으로 인한 변형이다.

2. 가공 변형을 줄이기 위해 제정해야 할 공정 조치

1. 반제품의 내응력을 낮춰야 한다

우리는 자연 또는 인공 시효 및 진동 처리를 채택하여 반제품의 내응력을 부분적으로 제거할 수 있다.미리 가공하는 것도 효과적인 공예 방법이다.비교적 큰 반제품은 여분이 많기 때문에 가공 후 변형도 크다.만약 우리가 미리 반제품의 여분의 부분을 가공하고 각 부분의 여분을 축소한다면 이후 공정의 가공 변형을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 미리 가공한 후 일정 기간 방치할 수 있을 뿐만 아니라 일부 내응력도 방출할 수 있다.

2. 공구의 절삭 능력을 개선할 수 있다

공구의 재료, 형상 매개변수는 가공력 및 가공 열에 중요한 영향을 미치므로 공구를 올바르게 선택하는 것이 부품 가공의 변형을 줄이는 데 중요합니다.

① 공구 형상 매개변수를 합리적으로 선택

앞각: 칼날의 강도를 유지하는 조건에서 앞각을 적당히 크게 선택하면 한편으로는 날카로운 칼날을 갈수 있고 절삭변형을 감소시켜 부스러기를 더욱 순조롭게 배출할수 있으며 나아가 절삭력과 절삭열량을 낮출수 있다.음수 앞 코너 공구는 절대 사용하지 마십시오.

후각: 후각 크기는 후면 칼면의 마모 및 가공 표면의 품질에 직접적인 영향을 미친다.컷 두께는 후면을 선택하는 데 중요한 조건입니다.굵은 밀링을 가공할 때, 공급량이 많고, 절삭 부하가 무겁고, 발열량이 많기 때문에, 공구의 방열 조건이 좋아야 하기 때문에, 후각은 좀 작게 선택해야 한다.정밀 밀링 가공 시 날이 예리해야 하며, 뒷면과 가공 표면의 마찰을 줄이고 탄성 변형을 줄여야 하기 때문에 뒷면은 좀 더 큰 것을 선택해야 한다.

헬리컬 각도: 밀링을 부드럽게 하고 밀링 강도를 낮추기 위해 헬리컬 각도는 가능한 한 크게 선택해야 합니다.

주편각: 주편각을 적당히 줄이면 산열조건을 효과적으로 개선하여 가공구역의 평균온도를 낮출수 있다.

② 공구 구조 개선

밀링 톱니 수를 줄이고 부스러기 공간을 늘립니다.알루미늄합금 재료는 가소성이 비교적 크고 가공 중 절삭 변형이 비교적 크기 때문에 비교적 큰 부스러기 공간이 필요하기 때문에 부스러기 슬롯 밑의 반경이 비교적 크고 밀링 나이프의 치수가 비교적 적은 것이 좋다.예를 들어, 20mm 이하의 밀링은 두 개의 나이프를 사용합니다.30-60mm의 프레이즈는 세 개의 나이프를 사용하는 것이 비교적 좋으며, 절삭 부스러기가 막혀 얇은 벽의 알루미늄 합금 부품의 변형을 일으키지 않도록 한다.

마무리 나이프: 나이프 절삭 날의 거친 값은 Ra = 0.4um보다 작습니다.새 칼을 사용하기 전에 가는 기름돌을 사용하여 칼날 앞, 뒤에 가볍게 몇 번 갈아서 칼날을 갈 때 남아 있는 가시와 경미한 톱니 무늬를 없애야 한다.이렇게 하면 절삭열을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 절삭 변형도 비교적 작다.

공구의 마모 기준을 엄격히 제어한다: 공구가 마모되면 공작물 표면의 거친도 값이 증가하고 절삭 온도가 상승하면 공작물의 변형이 증가한다.따라서 내마모성이 좋은 칼 재료를 선택하는 것 외에 칼의 마모 기준은 0.2mm보다 크면 안 된다. 그렇지 않으면 부스러기 종양이 생기기 쉽다.절삭할 때 가공소재의 온도는 일반적으로 100℃ 를 초과하지 말아야 변형을 방지할수 있다.

③ 가공소재 끼우기 방법 개선

강성이 낮은 얇은 벽 알루미늄 가공소재의 경우 다음과 같은 클립 방법을 사용하여 변형을 줄일 수 있습니다.

얇은 벽 안감류 부품의 경우, 만약 세 발의 자정 코어 디스크나 스프링 클램프로 지름 방향에서 끼우면, 가공 후 일단 풀리면 공작물은 필연적으로 변형된다.이때 강성이 좋은 축이 단면으로 꽉 눌리는 방법을 이용해야 한다.부품의 내공으로 위치를 정하고 나사가 있는 천심축을 자체 제작하여 부품의 내공을 씌우고 그 위에 덮개로 단면을 단단히 누른 다음 너트로 단단히 메운다.외부 원을 가공할 때 고정 변형을 피하여 만족스러운 가공 정밀도를 얻을 수 있습니다.

박벽 박판 부품을 가공할 때, 가장 좋은 것은 진공 흡판을 선택하여 균일하게 분포된 조임력을 얻고, 다시 비교적 작은 절삭 용량으로 가공하면 부품의 변형을 잘 방지할 수 있다.

또 메우기법도 사용할 수 있다.얇은 벽 가공소재의 공정 강성을 높이기 위해 가공소재 내부에 매체를 채워 클립과 절삭 과정에서 가공소재의 변형을 줄일 수 있습니다.예를 들어 질산칼륨의 3~6% 를 함유한 요소 용융물을 공작물 안에 주입하고, 가공 후 가공물을 물이나 알코올에 담그면 이 충전물을 용해하여 쏟아낼 수 있다.

④ 공정을 합리적으로 안배한다

고속 절삭 시 가공 여유가 많고 단속 절삭이 있기 때문에 밀링 과정은 종종 진동을 일으켜 가공 정밀도와 표면 거칠음에 영향을 준다.그러므로 수치제어 고속절삭가공공정과정은 일반적으로 다음과 같이 나눌수 있다.황삭-반마무리-필렛-마무리 등의 절차입니다.정밀도가 높은 부품의 경우 두 번째 반정밀을 수행한 다음 정밀도를 수행해야 하는 경우가 있습니다.황삭 후에 부품은 자연적으로 냉각되어 황삭에서 발생하는 내응력을 제거하고 변형을 줄일 수 있다.황삭 후 남는 양은 변형량보다 커야 하며 일반적으로 1-2mm입니다.정밀 가공 시 부품 정밀 가공 표면은 균일한 가공 여분을 유지해야 한다. 일반적으로 0.2-0.5mm가 적당하고 공구가 가공 과정에서 평온한 상태에 있게 하면 절삭의 변형을 크게 줄일 수 있고 좋은 표면 가공 품질을 얻을 수 있으며 제품의 정밀도를 확보할 수 있다.

3. 조작기교

알루미늄합금 재료의 부품이 가공 과정에서 변형되는 것은 상술한 원인 외에 실제 조작에서도 조작 방법이 매우 중요하다.

(1) 가공 여유가 많은 부품은 가공 과정에서 비교적 좋은 열 방출 조건을 가지도록 하고 열 집중을 피하기 위해 가공할 때 대칭 가공을 사용하는 것이 좋다.만약 90mm 두께의 판재를 60mm까지 가공해야 한다면, 만약 한 면을 잘 밀린 후 즉시 다른 한 면을 밀링하고, 한 번에 마지막 사이즈까지 가공하면 평면도가 5mm에 달한다;반복 외곽진입 대칭 가공을 사용하여 각 면을 마지막 치수까지 두 번 가공하면 평면도가 0.3mm에 도달할 수 있습니다.

(2) 절삭 사용량을 변경하여 절삭력, 절삭열을 줄인다.절삭 용량의 세 가지 요소 중 배식도량은 절삭력에 큰 영향을 미친다.가공 여유가 너무 많고 패스 한 번에 가공력이 너무 크면 부품이 변형될 뿐만 아니라 작업셀 주축의 강성에 영향을 주고 공구의 내구도를 떨어뜨릴 수 있습니다.배흘림칼의 양을 줄이면 또 생산 효율을 크게 떨어뜨릴 수 있다.그러나 수치제어가공에서는 모두 고속밀링으로서 이 난제를 극복할수 있다.배식도량을 줄이는 동시에 그에 상응하여 공급량을 증가하고 선반의 회전속도를 높이기만 하면 절삭력을 낮출수 있으며 동시에 가공효률을 보장할수 있다.

(3) 판재 부품에 여러 개의 캐비티가 있는 경우 가공할 때 한 캐비티 한 캐비티의 순서 가공 방법을 사용하는 것은 좋지 않으며, 이렇게 하면 부품의 힘이 고르지 않아 변형되기 쉽다.계층을 사용하여 여러 번 가공하고, 각 계층은 가능한 한 모든 캐비티에 동시에 가공한 다음 다음 계층을 가공하여 부품이 균일하게 힘을 받고 변형을 줄인다.

(4) 얇은 벽 가공소재는 가공할 때 클립으로 인해 변형되므로 마무리를 하더라도 피하기 어렵습니다.공작물의 변형을 최소한으로 줄이기 위하여 정밀가공이 곧 마지막 치수에 도달하기 전에 조임부품을 느슨하게 하여 공작물을 자유롭게 원상태로 회복시킨 다음 다시 가볍게 조임으로써 방금 공작물을 끼울수 있는것을 기준으로 (완전히 감촉에 의해) 리상적인 가공효과를 얻을수 있다.결론적으로, 조임력의 작용점은 지지면에 있는 것이 가장 좋고, 조임력은 공작물의 강성이 좋은 방향에 작용해야 하며, 공작물이 느슨하지 않도록 보장하는 전제하에 조임력은 작을수록 좋다.

(5) 칼 가는 순서도 신경 써야 한다.황삭은 가공 효율을 높이고 단위 시간 내의 절제율을 추구하는 것을 강조하며, 일반적으로 역밀링을 사용할 수 있다.즉, 가장 빠른 속도와 가장 짧은 시간에 스톡 표면의 여분의 재료를 제거하여 마무리에 필요한 형상 프로파일을 기본적으로 형성합니다.정밀 가공에서 강조하는 것은 고정밀도 고품질이므로 순밀링을 사용하는 것이 좋다.밀링할 때 나이프의 절삭 두께가 최대에서 0으로 점차 줄어들어 가공 경화 정도가 크게 줄어들고 부품의 변형 정도도 줄어들기 때문이다.

(6) 벨트형 캐비티 부품을 가공할 때, 캐비티를 가공할 때 가능한 한 밀링칼이 드릴처럼 직접 아래로 부품을 찌르지 못하게 하여 밀링칼의 부스러기 공간이 부족하고 부스러기 배출이 원활하지 못하여 부품의 과열, 팽창 및 붕괴칼, 절단칼 등 불리한 현상을 초래한다.먼저 밀링과 같은 크기 또는 큰 드릴로 구멍을 드릴한 다음 밀링으로 밀링합니다.또는 CAM 소프트웨어를 사용하여 헬리컬 언더레이 프로그램을 생산할 수 있습니다.

4. 가공소재 표면이 검게 변한다

알루미늄 산화 가공 알루미늄 합금 주조는 일반적으로 금속형으로 주조되며, 금속 알루미늄 및 알루미늄 합금은 매우 좋은 유동성과 가소성을 가지고 있지만, 사용 과정에서 쉽게 검게 변한다. 그 이유는 다음과 같다.

(1) 공정 설계가 불합리하다.알루미늄합금 압주물은 세척 또는 압검 후 처리가 부적절하여 알루미늄합금 압주물에 곰팡이가 피고 검게 변하는 조건을 만들어 곰팡이의 생성을 가속화시켰다.

(2) 알루미늄 합금의 내부 요소.많은 알루미늄 합금 압주 부품 공장은 압주, 기계 가공 공정 후에 어떠한 청결 처리도 하지 않거나 간단한 물로 충진하여 철저히 세척할 수 없다. 압주 알루미늄 표면에는 탈모제, 절삭액, 비누화액 등 부식성 물질 및 기타 얼룩이 남아 있다. 이 얼룩은 알루미늄 압주 부품의 긴 곰팡이가 검게 변하는 속도를 가속화시켰다.

(3) 창고저장관리가 제대로 되지 않았다.알루미늄합금 압주물을 창고의 높이에 따라 보관하면 곰팡이가 피는 상황도 다르다.

(4) 알루미늄 합금의 외부 환경 요소.알루미늄은 활발한 금속으로 일정한 온도와 습도 조건에서 산화하기 쉽고 검게 변하거나 곰팡이가 피는데 이는 알루미늄 자체의 특성에 의해 결정된다.

(5) 세척제를 잘못 선택했다.선택한 세척제는 강한 부식성을 가지고 있어 압주 알루미늄의 부식 산화를 초래한다.