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摘要：本文基于笔者的工作经验，先是从加工工艺、残留应力和热能、装夹过程三个方面分析了铝合金零件变形的原因，然后从编程技术、加工基准、铣刀、切削液四个方面对变形控制技术进行了研究。
关键词：铝合金零件；变形控制；切削加工
伴随着“中国制造2025”的提出，我国制造业市场也将迎来一次巨大的飞跃。铝合金零件被广泛应用汽车、航空、航天等领域的制造中，尤其是在现在提倡整体加工的大背景下，铝合金零件因为其轻便和易于塑形的特点使得使用率也越来越高。但是铝合金零件在加工过程中极易出现变形等情况，对加工精度的影响较大。所以对铝合金零件切削加工的变形进行控制，对于提高铝合金零件的加工精度有着实际的意义。
一、铝合金零件切削加工时发生形变的原因
1.加工工艺问题
铝合金零件的加工工艺问题主要是指在加工时对切削用量的使用出现问题。切削用量也称切削三要素，是在切削加工过程中的切削速度、走刀量和背吃刀量的总称。铝零件不同于其他材料，其自身密度较小，导致受到外力时其自身的屈服应力较钢材料要小很多，所以在加工时很容易因塑性形变而产生积屑瘤，甚至在加工后出现较大的回弹。同时，如果把握不好刀具路径，也很容易对加工精度产生影响。所以对切削参数的把控、尺寸精度和已加工表面粗糙度至关重要。
2.残留应力和热能
在进行刀削加工流程后，铝合金零件还需要经过拉伸、轧制等后续加工才能投入使用。刀削加工后会在铝合金零件内部会残留一部分应力，如果进行后续加工，之前因零件形变、截面变化和温度变化而残留的应力就会得到释放，使铝合金零件出现不可回复的形变现象，进而使零件的加工变得不够理想，破坏了零件在设计时的平衡，让其难以投入正常的生产和使用中。另一方面，因为切削加工时刀具与零件之间会产生摩擦形成热能，在破坏零件内部紧密纤维层的同时产生热应力，同时温度的变化也会使零件的弹性模量降低，进而加大了热应力对零件产生的形变。同时如果在零件加工时产生受热不均，很容易就会使铝合金零件出现回弹现象，如果不及时处理就很容易使零件产生较大的形变。
3.与零件装夹过程有关
在进行铝合金零件的各阶段加工时，为了让铝合金零件不会发生位移和保证加工的精确，必须将铝合金零件进行装夹固定。但是因为铝合金自身材料特性和部分铝合金零件的厚薄程度，就很容易出现装夹力把握不好的情况。如果装夹的力度过大，就会使铝合金零件在外力的作用下出现塑性形变；如果装夹的力度过小，又很容易在加工过程中出现装夹不稳，进而导致零件出现位移现象。
二、铝合金零件切削加工时的变形控制技术
1.CAM编程技术
编程技术的质量保证是数控加工的基础，同时对缩短制造周期和保证加工质量有决定性的作用。在进行CAM编程时，技术人员应该根据实际情况和加工要求严格设置相关参数，保证切削三要素的精准。就比如某产品主模型零件的半精加工和精加工可采用固定轴轮廓铣，刀具轴始终为一固定方向。对于需要刀具在移动过程中不断改变方向的情况。而加工汽车玻璃检具的侧面轮廓，则需要采用可变轴轮廓铣，即多轴铣削加工。
2.加工基准的选择
铝合金铣削加工时通常采用球形基准作为参考，只要在合适部位定位，就能够实现X轴、Y轴、Z轴三个方向上的定位。除了校正的基准以外，辅助的工艺基准也是必不可少的。因为许多零件在加工时涉及多工位加工，若工件放置不稳，加工精度难以保证。在每一步粗加工或半精加工结束时，都要松开工艺桩上的固定螺丝，铣平工艺桩。这是因为松开工艺桩的固定螺丝后，工件会由于残余应力的释放而发生变形，作为基准的工艺桩也会发生变形。为了保证基准面的准确度，在每一步加工结束后都要通过释放应力和铣平工艺桩的操作。
3.铣刀的选用
铣刀是切削加工的主体工具，而对铣刀的选择就关乎着铝合金零件高速加工技术能否顺利的开展，在选择好到刀具后就需要根据具体的工艺要求和刀具材料特性对几何结构和参数进行设置。高速加工对于铣刀的材料特性尤为注重，通常选用涂层刀具、金刚石刀具和硬质合金刀具等材料，这类材料能够很好地降低加工表面的粗糙度，从而对高速加工的质量进行提升。
4.切削液的选用
切削液对减少刀具磨损、改善加工表面質量和提高生产效率都有非常重要的作用。粗加工时，由于铣刀直径和铣削用量较大，产生大量的切削热，容易导致高速钢刀具迅速磨损。这时要求降低切削温度，应该选用冷却性能为主的切削液，如离子型切削液或（3～5）%乳化液；精加工时，切削液主要作用是减小工件表面粗糙度和提高可加工精度。加工铝合金材料时，主要要求达到较小的表面粗糙度，可以选用离子型切削液或（10～12）%乳化液。
总而言之，结合实际情况对铝合金零件加工，采用针对性的技术不断提升加工精度，才能对铝合金零件的质量有所保障，进而提升我国制造业的竞争力，为“中国制造2025”的到来铺平道路。
参考文献：
[1]姚建邦.铝合金复杂特征薄壁零件加工变形控制技术[J].世界有色金属，2018（07）：192-193.
[2]王纪来，杨晓东，陈刚.浅析铝合金材料加工变形控制措施[J].世界有色金属，2018（03）：204-205.
关键词：铝合金零件；变形控制；切削加工
伴随着“中国制造2025”的提出，我国制造业市场也将迎来一次巨大的飞跃。铝合金零件被广泛应用汽车、航空、航天等领域的制造中，尤其是在现在提倡整体加工的大背景下，铝合金零件因为其轻便和易于塑形的特点使得使用率也越来越高。但是铝合金零件在加工过程中极易出现变形等情况，对加工精度的影响较大。所以对铝合金零件切削加工的变形进行控制，对于提高铝合金零件的加工精度有着实际的意义。
一、铝合金零件切削加工时发生形变的原因
1.加工工艺问题
铝合金零件的加工工艺问题主要是指在加工时对切削用量的使用出现问题。切削用量也称切削三要素，是在切削加工过程中的切削速度、走刀量和背吃刀量的总称。铝零件不同于其他材料，其自身密度较小，导致受到外力时其自身的屈服应力较钢材料要小很多，所以在加工时很容易因塑性形变而产生积屑瘤，甚至在加工后出现较大的回弹。同时，如果把握不好刀具路径，也很容易对加工精度产生影响。所以对切削参数的把控、尺寸精度和已加工表面粗糙度至关重要。
2.残留应力和热能
在进行刀削加工流程后，铝合金零件还需要经过拉伸、轧制等后续加工才能投入使用。刀削加工后会在铝合金零件内部会残留一部分应力，如果进行后续加工，之前因零件形变、截面变化和温度变化而残留的应力就会得到释放，使铝合金零件出现不可回复的形变现象，进而使零件的加工变得不够理想，破坏了零件在设计时的平衡，让其难以投入正常的生产和使用中。另一方面，因为切削加工时刀具与零件之间会产生摩擦形成热能，在破坏零件内部紧密纤维层的同时产生热应力，同时温度的变化也会使零件的弹性模量降低，进而加大了热应力对零件产生的形变。同时如果在零件加工时产生受热不均，很容易就会使铝合金零件出现回弹现象，如果不及时处理就很容易使零件产生较大的形变。
3.与零件装夹过程有关
在进行铝合金零件的各阶段加工时，为了让铝合金零件不会发生位移和保证加工的精确，必须将铝合金零件进行装夹固定。但是因为铝合金自身材料特性和部分铝合金零件的厚薄程度，就很容易出现装夹力把握不好的情况。如果装夹的力度过大，就会使铝合金零件在外力的作用下出现塑性形变；如果装夹的力度过小，又很容易在加工过程中出现装夹不稳，进而导致零件出现位移现象。
二、铝合金零件切削加工时的变形控制技术
1.CAM编程技术
编程技术的质量保证是数控加工的基础，同时对缩短制造周期和保证加工质量有决定性的作用。在进行CAM编程时，技术人员应该根据实际情况和加工要求严格设置相关参数，保证切削三要素的精准。就比如某产品主模型零件的半精加工和精加工可采用固定轴轮廓铣，刀具轴始终为一固定方向。对于需要刀具在移动过程中不断改变方向的情况。而加工汽车玻璃检具的侧面轮廓，则需要采用可变轴轮廓铣，即多轴铣削加工。
2.加工基准的选择
铝合金铣削加工时通常采用球形基准作为参考，只要在合适部位定位，就能够实现X轴、Y轴、Z轴三个方向上的定位。除了校正的基准以外，辅助的工艺基准也是必不可少的。因为许多零件在加工时涉及多工位加工，若工件放置不稳，加工精度难以保证。在每一步粗加工或半精加工结束时，都要松开工艺桩上的固定螺丝，铣平工艺桩。这是因为松开工艺桩的固定螺丝后，工件会由于残余应力的释放而发生变形，作为基准的工艺桩也会发生变形。为了保证基准面的准确度，在每一步加工结束后都要通过释放应力和铣平工艺桩的操作。
3.铣刀的选用
铣刀是切削加工的主体工具，而对铣刀的选择就关乎着铝合金零件高速加工技术能否顺利的开展，在选择好到刀具后就需要根据具体的工艺要求和刀具材料特性对几何结构和参数进行设置。高速加工对于铣刀的材料特性尤为注重，通常选用涂层刀具、金刚石刀具和硬质合金刀具等材料，这类材料能够很好地降低加工表面的粗糙度，从而对高速加工的质量进行提升。
4.切削液的选用
切削液对减少刀具磨损、改善加工表面質量和提高生产效率都有非常重要的作用。粗加工时，由于铣刀直径和铣削用量较大，产生大量的切削热，容易导致高速钢刀具迅速磨损。这时要求降低切削温度，应该选用冷却性能为主的切削液，如离子型切削液或（3～5）%乳化液；精加工时，切削液主要作用是减小工件表面粗糙度和提高可加工精度。加工铝合金材料时，主要要求达到较小的表面粗糙度，可以选用离子型切削液或（10～12）%乳化液。
总而言之，结合实际情况对铝合金零件加工，采用针对性的技术不断提升加工精度，才能对铝合金零件的质量有所保障，进而提升我国制造业的竞争力，为“中国制造2025”的到来铺平道路。
参考文献：
[1]姚建邦.铝合金复杂特征薄壁零件加工变形控制技术[J].世界有色金属，2018（07）：192-193.
[2]王纪来，杨晓东，陈刚.浅析铝合金材料加工变形控制措施[J].世界有色金属，2018（03）：204-205.