鋁合金材料加工變形控制對策的分析

王麗娟

（湖北仙桃職業學院，機械電子工程學院，湖北 仙桃 433000）

隨著建筑行業的發展，人們對原材料的質量要求更高，這使得專業人員不斷追求對原材料性能的優化。因為鋁合金材料耐腐蝕性高，具有良好的導熱性能，因此被廣泛的應用于現代制造業中，并作為建筑行業與生活設備加工領域常見的材料之一。隨著鋁合金材料在現代工業中的廣泛應用，關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境下具有較好的適應性。但從實際情況來看，該材料在加工過程中容易出現材料變形情況。在加工過程中，由于不能對鋁合金材料內部應力值活動時的內部進一步觀察，難以在短時間內解除采取措施處理，清除鋁合金材料后，內應力值發生變化，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、切削參數等因素，還包括溫度、通風條件等因素。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變形。刀具對鋁合金加工變形也會造成影響，主要表現為刀具的剛性、耐用度、材料等。在所有影響因素中，切削參數的影響最為明顯，在高速切削加工情況下，多數切削熱被帶走。工件的熱變形進一步減少，且當切削參數不合理時，正在進行加工的零件容易產生震動，降低了加工精度，最終導致加工變形。

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，由于科學技術的限制，鋁合金材料加工一般采用傳統的加工方法，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，最終造成板材擠壓變形。第三，模具設計存在缺陷。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顫抖現象，致使表面出現波紋。

1.2 鋁合金材料加工變形的特點

將鋁合金材料應用于零件加工中，在擠壓加工后，中鋁型材可以生產棒、管等。在利用簡單的鋁合金型材的基礎上，可進一步生產出形狀復雜的管材與型材。這些形狀復雜的管材與型材可在各行各業中得到廣泛的應用，發揮著積極的作用。

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

先進的加工技術，能夠對零件加工過程中的切削力、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，減少對零件加工質量的影響。因此，在對鋁合金材料進行加工時，應該選擇先進的加工技術，例如電流變技術、高速切削技術、激光加工技術等，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實現無級變化，可以設計轉速，能夠研制可以無極調節動力的傳遞原件。

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，產生電流變效應，可減少鋁合金材料零件加工的變形情況。激光加工技術不接觸加工工件，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用激光加工技術，可以減小夾緊力，降低發生冷變形的可能性。

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構，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生熱量，若運用不當，出現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。應確定最佳的切削角度，減少其中過程產生的熱量，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，硬質合金刀具的前角一般在5°至20°范圍內。切削刀具的后角也會對切削過程中的樂變行產生影響。若切削刀具的后角過大，則刀具的強度較小；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，硬質合金刀具后角一般選擇在4°至12°范圍內。，高速刀具后腳選擇一般在6°至12°范圍內。

2.3 通過冷處理應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，借助這一過程產生的能效，帶動零件，使出現偏移情況的零件能夠回歸原位。在力的相應作用下，分散的零件也能夠回歸原位，使得零件內部的穩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，可以實現投入最少、效果最好。在將冷處理方式應用于鋁合金材料加工變形過程中，可以通過加大應力作用，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力施加作用，進一步釋放內部應力。

2.4 通過熱處理應對鋁合金材料加工變形

加工環節產生的應力會對零件的整體質量產生不良的影響，所以在加工鋁合金材料是應最大程度消除應力，提升加工精度與質量。熱處理是消除鋁合金加工環節應力的方式之一，在實際加工中應用頻率相對較高。在將熱處理方式應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，以零件材料為依據，合理調整加熱溫度與時間。對于結構復雜的鋁合金材料，則應在粗加工的基礎上進行熱處理，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部的殘余應力。

3 結語

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，應該選擇電流變技術等先進的加工技術，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，提高加工質量。