金屬加工材料有很多種類。這里以常用的鋁合金為例，因為鋁合金是一種重要的工業原料。由于其硬度相對較小，熱膨脹系數大，在加工薄壁、薄板零件時容易變形。

除了通過預老化處理提高刀具性能和消除材料的內應力外，從數控加工技術的角度看，還可以采取一些措施來減少材料的變形。

01、分層多金屬加工法

當鋁合金板件上有多個型腔需要加工時，如果一個型腔輪流加工一個型腔，容易使型腔壁因受力不均而發生糾結變形。

解決的辦法是采取分層加工的方法，即同時加工所有的型腔，但不是一次數控加工完成，而是分若干層次，逐層加工到要求的尺寸。這樣一來，零件受力就比較均勻，變形的概率也比較小。

02、適當選擇切削參數

選擇適當的切削參數可以有效地降低切削力和切削熱，在切削過程中。在加工過程中，切削量過大導致刀具的切削力過大，容易造成零件的變形，機床主軸的剛性和刀具的耐久性也會受到影響。

在切削參數的各個要素中，切削力受后刀量的影響。假設減少退刀量有利于保證零件不變形，但同時也會降低金屬加工效率。數控加工高速銑可以解決這個問題，只需要在減少退刀量的同時，相應增加進給量，提高機床的轉速，就可以減少切削力，又能保證金屬加工的效率。

03、提高刀具的切削能力

刀具材料、幾何參數對切削力、切削熱有重要影響，正確選擇刀具，對減少零件金屬加工變形非常重要。

①合理選擇刀具的幾何參數。

前角：在保持刀片強度的條件下，前角宜選擇大一些，一方面可以磨出鋒利的刃口，還可以減少切削變形，順利排屑，進而降低切削力和切削溫度。切勿使用前角為負值的刀具。

后角： 后角的大小對后刀面的磨損和加工表面的質量有直接影響。切削厚度是選擇后角的一個重要條件。粗銑時，由于進給量大，切削負荷重，熱量大，對刀具的散熱條件要求高，因此，背角應選得小些。精銑時，要求切削刃鋒利，減少刀具表面與加工表面的摩擦，減少彈性變形。因此，后角應選得大些。

螺旋角： 為了使銑削順利進行，減少銑削力，螺旋角應盡量選大。

主偏轉角： 適當減小主偏角可以改善散熱條件，使金屬加工區的平均溫度降低。

②改善刀具結構。

減少刀齒數量，增加排屑空間。由于鋁合金材料塑性大，在金屬加工中切削變形大，需要較大的排屑空間，因此，排屑槽的底部半徑應較大，銑刀齒數較少。

例如，φ20mm以下的銑刀采用兩個刀齒；φ30～φ60mm的銑刀采用三個刀齒較好，以避免薄壁鋁合金零件因切屑堵塞而產生變形。

細磨齒：刀齒切削刃的粗糙度值應小于Ra=0.4um。在使用新刀前，應在刀齒前后用細磨刀石磨幾遍，以消除刀齒上殘留的毛刺和輕微的鋸齒線。這樣一來，不僅可以減少切削熱，而且切削變形也比較小。

嚴格控制刀具磨損標準： 刀具磨損后，工件表面粗糙度值增大，切削溫度升高，工件變形增大。因此，除選擇耐磨性好的刀具材料外，刀具的磨損標準不應大于0.2mm，否則容易產生碎屑結節。切削時，工件溫度一般不要超過100℃，以防止變形。

04、注意切削的順序

粗加工和精加工應采用不同的切削順序。粗加工要求在短時間內以較快的切削速度切削毛坯表面的多余材料，形成精加工所需的幾何輪廓。

因此，強調加工效率，追求單位時間內的材料去除率，應采用逆銑。而精加工要根據加工精度和表面質量的要求多調整數控加工質量，應采用順銑。因為在順銑過程中，刀齒的切削厚度逐漸減小到零，加工硬化現象會減少，零件的變形會得到一定程度的抑制。

05、薄壁零件的二次壓制

在對鋁合金薄壁零件進行數控加工時，夾緊力也是造成變形的重要原因，即使加工精度提高了，變形也是不可避免的。為了減少工件因夾緊而產生的變形，可在精加工達到尺寸之前，將被壓件松開釋放壓緊力，使工件自由恢復原狀，然后再稍加壓制。

二次壓制的操作點在支撐面上，夾緊力應沿工件剛性好的方向作用。夾緊力的大小應以夾緊工件不松動的強度為依據，這對操作者的經驗和手感有較高要求。用這種數控加工方法的零件壓縮變形小。

06、鉆、銑加工方式

在帶型腔的零件的金屬數控加工中，如果銑刀直接下到零件中，會因銑刀缺乏含切削的空間而造成排屑不暢，導致大量切削熱的積聚，而產生膨脹變形，甚至可能造成塌刀、斷刀等事故。方法是先鉆后銑，即用不小于銑刀尺寸的鉆頭鉆出刀孔，然后用銑刀伸入刀孔開始銑削，這樣可以有效解決上述問題。

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