王麗娟

（湖北仙桃職業(yè)學(xué)院，機械電子工程學(xué)院，湖北 仙桃 433000）

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，人們對原材料的質(zhì)量要求更高，這使得專業(yè)人員不斷追求對原材料性能的優(yōu)化。因為鋁合金材料耐腐蝕性高，具有良好的導(dǎo)熱性能，因此被廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)中，并作為建筑行業(yè)與生活設(shè)備加工領(lǐng)域常見的材料之一。隨著鋁合金材料在現(xiàn)代工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，關(guān)于鋁合金材料的研究不斷增加，有研究表明[1]，鋁合金材料在高溫與高熱環(huán)境下具有較好的適應(yīng)性。但從實際情況來看，該材料在加工過程中容易出現(xiàn)材料變形情況。在加工過程中，由于不能對鋁合金材料內(nèi)部應(yīng)力值活動時的內(nèi)部進一步觀察，難以在短時間內(nèi)解除采取措施處理，清除鋁合金材料后，內(nèi)應(yīng)力值發(fā)生變化，造成鋁合金材料變形。

1 鋁合金材料加工變形的主要影響因素與特點

1.1 鋁合金材料加工變形的影響因素

影響鋁合金材料加工變形的因素主要有機床、夾具、刀具、切削參數(shù)等因素，還包括溫度、通風(fēng)條件等因素。其中，機床的定位精度會對剛度造成影響。工件裝夾時，若工件夾緊點選擇錯誤，導(dǎo)致夾緊力難以作用于支撐上；若工件與夾具的接觸面積過小，則會影響零件的剛度，若部分零件本身剛度較低，在裝夾施力的情況下就容易出現(xiàn)變形。刀具對鋁合金加工變形也會造成影響，主要表現(xiàn)為刀具的剛性、耐用度、材料等。在所有影響因素中，切削參數(shù)的影響最為明顯，在高速切削加工情況下，多數(shù)切削熱被帶走。工件的熱變形進一步減少，且當(dāng)切削參數(shù)不合理時，正在進行加工的零件容易產(chǎn)生震動，降低了加工精度，最終導(dǎo)致加工變形。

鋁合金材料加工變形的原因主要包括：第一，擠壓速度與溫度不合理。在較長的時間內(nèi)，由于科學(xué)技術(shù)的限制，鋁合金材料加工一般采用傳統(tǒng)的加工方法，這會影響加工人員對材料加工溫度的把握。第二，在加工過程中，鋁合金材料選擇位置不合理。在氣流不足的情況下，容易造成部件冷卻速度過慢，進而影響空氣循環(huán)，最終造成板材擠壓變形。第三，模具設(shè)計存在缺陷。在擠壓過程中，受各種因素的影響，鋁合金材料加工過程中容易出現(xiàn)顫抖現(xiàn)象，致使表面出現(xiàn)波紋。

1.2 鋁合金材料加工變形的特點

將鋁合金材料應(yīng)用于零件加工中，在擠壓加工后，中鋁型材可以生產(chǎn)棒、管等。在利用簡單的鋁合金型材的基礎(chǔ)上，可進一步生產(chǎn)出形狀復(fù)雜的管材與型材。這些形狀復(fù)雜的管材與型材可在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著積極的作用。

2 鋁合金材料加工變形控制對策

2.1 選擇先進的加工技術(shù)

先進的加工技術(shù)，能夠?qū)α慵庸み^程中的切削力、切削熱較為嚴格的控制，可以減少鋁合金材料加工變形的情況，減少對零件加工質(zhì)量的影響。因此，在對鋁合金材料進行加工時，應(yīng)該選擇先進的加工技術(shù)，例如電流變技術(shù)、高速切削技術(shù)、激光加工技術(shù)等，進一步縫子鋁合金材料加工變形問題。有研究表明，在電場作用下，電流變液體能夠在特定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變化，可以設(shè)計轉(zhuǎn)速，能夠研制可以無極調(diào)節(jié)動力的傳遞原件。

在鋁合金材料加工過程中使用電流變液體，能夠在不加電場時確定加工位置，在電場的作用下，產(chǎn)生電流變效應(yīng)，可減少鋁合金材料零件加工的變形情況。激光加工技術(shù)不接觸加工工件，不會對工件造成任何污染，不易受電磁干擾，對任何材料都可進行切割，加工精度較高，且切割面無毛刺。在鋁合金材料加工過程中應(yīng)用激光加工技術(shù)，可以減小夾緊力，降低發(fā)生冷變形的可能性。

2.2 使用合理的切削刀具

鋁合金材料的硬度較低，若在切割中切割力較大，則會對切割的工作效率產(chǎn)生不良的影響。但落在切割過程中減小切割力，則會影響鋁合金材料的結(jié)構(gòu)，致使材料成形達不到加工要求。由于鋁合金材料在切割過程中會產(chǎn)生熱量，若運用不當(dāng)，出現(xiàn)加工變形的概率較高。因此，必須保證鋁合金材料的性能。在使用切削刀的過程中。應(yīng)確定最佳的切削角度，減少其中過程產(chǎn)生的熱量，降低材料加工變形的可能性。而且切削鋁合金材料產(chǎn)生的熱量會提高切割刀具的耐用度，使切削刀具的使用壽命更長。因此，在加工一般材料零件時，高速刀具的前角一般選擇在6°至30°范圍內(nèi)，硬質(zhì)合金刀具的前角一般在5°至20°范圍內(nèi)。切削刀具的后角也會對切削過程中的樂變行產(chǎn)生影響。若切削刀具的后角過大，則刀具的強度較??；若切削刀具的后角過小，則摩擦力較小。因此，在加工一般材料零件時，硬質(zhì)合金刀具后角一般選擇在4°至12°范圍內(nèi)。，高速刀具后腳選擇一般在6°至12°范圍內(nèi)。

2.3 通過冷處理應(yīng)對鋁合金材料加工變形

在人工控制下，通過冷處理方法能夠在一定程度上解決鋁合金材料加工變形的問題，這一方法的應(yīng)用能效相對較高。在鋁合金材料加工振動時，借助這一過程產(chǎn)生的能效，帶動零件，使出現(xiàn)偏移情況的零件能夠回歸原位。在力的相應(yīng)作用下，分散的零件也能夠回歸原位，使得零件內(nèi)部的穩(wěn)定性得以進一步提高。有研究表明，冷處理方式與熱處理方式對比后，冷處理方式的操作難度相對較低，成本費用較少，可以實現(xiàn)投入最少、效果最好。在將冷處理方式應(yīng)用于鋁合金材料加工變形過程中，可以通過加大應(yīng)力作用，達到校準零件形狀的目的。除了上述方式之外，還可以通過一直保持應(yīng)力施加作用，進一步釋放內(nèi)部應(yīng)力。

2.4 通過熱處理應(yīng)對鋁合金材料加工變形

加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的應(yīng)力會對零件的整體質(zhì)量產(chǎn)生不良的影響，所以在加工鋁合金材料是應(yīng)最大程度消除應(yīng)力，提升加工精度與質(zhì)量。熱處理是消除鋁合金加工環(huán)節(jié)應(yīng)力的方式之一，在實際加工中應(yīng)用頻率相對較高。在將熱處理方式應(yīng)用于鋁合金材料加工變形控制中，將需校直的工件疊成特定的高度，并將上述工件置于加熱爐內(nèi)，以零件材料為依據(jù)，合理調(diào)整加熱溫度與時間。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋁合金材料，則應(yīng)在粗加工的基礎(chǔ)上進行熱處理，之后再進行精加工。若對零件的精確度要求較高，則應(yīng)在半加工的前提下進行熱處理，之后進行精加工，這樣可以最大限度地消除內(nèi)部的殘余應(yīng)力。

3 結(jié)語

綜上所述，在實際加工過程中，鋁合金材料變形情況較為普遍，鋁合金材料加工變形的影響因素較多。在實際工作中，應(yīng)該選擇電流變技術(shù)等先進的加工技術(shù)，使用合理的切削刀具與切削液，并通過冷處理與熱處理方式進一步控制變形，提高加工質(zhì)量。