CNC加工中にアルミ部品が変形しやすい場合はどうすればよいですか?

アルミニウムは活発な金属であり、アルミニウムは地球の地殻で最も豊富な金属元素です。航空、建設、自動車の 3 つの重要な産業の発展には、アルミニウムとその合金の独自の特性を備えた材料特性が必要であり、この新しい金属アルミニウムの製造と応用が非常に容易になります。

アルミ合金部品は熱膨張係数が大きいため、薄肉加工時に変形しやすい。特に自由鍛造ブランクを使用する場合、取り代が大きく、変形の問題がより顕著になります。

CNCアルミニウム合金部品の変形には、材料、部品の形状、製造条件、および切削液の性能に関連する多くの理由があります。

CNC加工の際、アルミパーツの材質が変形しやすい場合はどうすればいいですか？変形の原因には、主に、ブランクの内部応力による変形、切削力による変形、切削熱による変形、クランプ力による変形があります。

したがって、加工工程においては、加工変形を低減するための対策が特に重要である。主に次の側面があります：ブランクの内部応力を低減し、工具の切削能力を向上させ、工具の幾何学的パラメータを合理的に選択し、工具構造を改善し、ワークピースのクランプ方法を改善し、プロセスを合理的に配置します

自然または人工の時効および振動処理により、ブランクの内部応力を部分的に除去できます。前処理も有効な処理方法です。ブランクスは取り代が大きいため、加工後の変形も大きい。

ブランクの余剰部分を前処理して各部の取り代を少なくすれば、後工程の加工変形を抑えるだけでなく、一定期間前処理した後の内部応力の一部を解放することができます.

2.工具の切削能力を向上させる

工具の材料と形状パラメータは、切削力と切削熱に重要な影響を与えます。工具の正しい選択は、部品の加工変形を減らすために非常に重要です。

(1) 工具形状パラメータの合理的な選択。

すくい角：刃の強度を維持した状態で、適度に大きくすくい角を選択することで、シャープな刃先を研ぐことができ、一方で切削変形を抑え、切りくず排出をスムーズにし、切削抵抗と切削温度を下げます。すくい角がマイナスの工具は絶対に使用しないでください。

逃げ角: 逃げ角の大きさは、逃げ面の摩耗と加工面の品質に直接影響します。切削厚は、逃げ角を選択するための重要な条件です。

荒削り加工では、ミディアムドライ送りが大きく、切削負荷が大きく、発熱が大きいため、工具の良好な放熱条件が必要です。したがって、逃げ角を小さく選択する必要があります。精密フライス加工では、刃先にシャープさが要求され、逃げ面と加工面の間の摩擦が減少し、弾性変形が減少します。したがって、逃げ角は大きくする必要があります。

ねじれ角: フライス加工をスムーズにし、切削抵抗を減らすために、ねじれ角はできるだけ大きくする必要があります。

主偏角: 主偏角を適切に減らすことで、放熱条件を改善し、処理領域の平均温度を下げることができます。

(2) ツール構造を改善する。

フライスカッターの刃数を減らし、チップスペースを増やします。アルミニウム材料の大きな可塑性と加工中の大きな切削変形により、大きなチップスペースが必要になるため、チップ溝の底部半径を大きくし、フライスカッターの歯数を少なくする必要があります。

細かく磨かれた歯。カッター歯の刃先の粗さ値は、Ra=0.4um 未満である必要があります。新しい包丁を使用する前に、細かい油砥石を使用して包丁の歯の表と裏を数回軽く研いで、歯を研いだときに残ったバリやわずかなギザギザを取り除きます。このようにして、切削熱を低減できるだけでなく、切削変形も比較的小さくなります。

ツールの摩耗基準を厳密に管理します。工具が摩耗した後、ワークピースの表面粗さの値が増加し、切削温度が上昇し、ワークピースの変形が増加します。

したがって、優れた耐摩耗性を備えた工具材料の選択に加えて、工具摩耗基準は 0.2 mm を超えないようにする必要があります。そうしないと、構成刃先が発生しやすくなります。切断するとき、変形を防ぐために、ワークピースの温度は通常100℃を超えないようにしてください。

3.ワークのクランプ方法を改善する

乾燥剛性の低い薄肉のアルミニウムワークピースの場合、次のクランプ方法を使用して変形を減らすことができます。

(1)薄肉ブッシング部品の場合、ラジアルクランプに三ツ爪セルフセンタリングチャックやスプリングチャックを使用すると、加工後に解放するとワークの変形が避けられません。この時、剛性の良い軸端面を押さえる方法を用いてください。

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(3) 部品の内穴の位置を合わせ、ネジ切りしたマンドレルを部品の内穴に挿入し、カバープレートを載せた端面を押し付け、ナットで締め付けます。外径加工の際、クランプ変形を回避でき、良好な加工精度が得られます。

（2）薄肉、薄板のワークを加工する場合は、真空吸着盤を使用して均一なクランプ力を得てから、ワークの変形を十分に防ぐことができる少量の切削で加工するのが最善です。

さらに、ワークピースの技術的剛性を高めるために、フィールドフィリング法も使用できます。ワークピースの内側に材料を充填して、クランプおよび切断中のワークピースの変形を減らすことができます。

たとえば、硝酸カリウムを 3% ～ 6% 含む尿素溶融物をワークピースに注ぎ、処理後、ワークピースを水または散水エッセンスに浸すと、フィラーが溶解して注ぎ出されます。

4. プロセスの合理的な配置

高速切削では、取り代が大きく断続切削になるため、フライス加工で振動が発生することが多く、加工精度や面粗さに影響を与えます。したがって、CNC 高速切削プロセスは、一般に、荒削り、半仕上げ、隅取り、および仕上げに分けることができます。

高精度が要求される部品の場合、二次中仕上げとその後の仕上げを実行する必要がある場合があります。荒加工後、部品を自然冷却することで、荒加工による内部応力をなくし、変形を軽減します。荒削り後の取り代は、変形量よりも大きく、通常は 1 ～ 2mm 必要です。

仕上げの際、部品の仕上げ面は均一な加工代 (通常は 0.2 ~ 0.5mm) を維持する必要があります。これにより、加工プロセス中に工具が安定した状態になり、切削変形を大幅に減らし、良好な表面加工品質を得ることができます。製品の精度を確保します。

上記は、CNC 機械加工中にアルミニウム部品を簡単に変形させるためのソリューションを紹介しています。上記の問題についてご質問がある場合、または CNC アルミニウム部品をカスタマイズする必要がある場合は、お問い合わせください。

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