装夹铝排管的方式及其改进技术

　　一、装夹方式：

　　有试验研究中，由于铝排管毛坯的长宽已经加工到铝管尺寸的大小，因此在毛坯四周没有足够的加工余量来夹紧，需要更换原来设想的装夹方式来加工本铝管件。利用铣削平面的夹具来装夹毛坯是一个很好的的方案。从理论上分析，该装夹方式容易产生加工变形，并不是很合理的方案。但若铝管件只是单件小批量生产，该装夹能够缩短产品的制造周期，省去设计专用夹具和毛坯钻孔等辅助加工的时间，提高单件生产效率。

　　二、加工结果分析：

　　在加工铝管件的正面时，没有产生明显的加工变形，因为此时的铝管件反面没有加工，铝管件的整体刚度较好。当加工铝管件反面时，由于正面型腔已经加工到位，对于整个铝管件而言，材料的去除率已达30%，使得铝管件整体的刚度较大得减小。同时夹具两端夹紧着铝排管，铝管件在两侧面受到了一个较大的夹紧力，随着反面型腔的加工，材料的去除率继续增加，刚度也继续降低，导致铝管件从两边向中间挤压、翘曲、变形，可以看到铝管件的中间腹板由于翘曲变形，基本被铣削加工透。

　　影响该铝管件加工变形的主要因素来自型腔的走刀路径和夹紧力的大小。为了使该装夹方式加工出的铝管件达到要求的加工精度与表面质量，可以从以下两个方面进行改进∶

　　其一，对于走刀路径的选择，遵循的加工原则是易变形的先加工，难变形的后加工。先从中间开始加工型腔，此时两侧未加工的型腔材料还在，铝排管的刚度也较好，中间腹板翘曲的小。中间型腔加工完后，再对称加工两侧的型腔，由于两侧的型腔靠近台钳，台钳的力直接加载在其上面，力臂小，在力的大小和方向相同的情况下，力所产生的侧翻力矩也小，加工变形明显小于中间腹板。型腔的这种自定义的走刀方式在本论文4.4.2中已经介绍。

　　其次，由于高速加工铝合金的切削力很小，所以台钳的夹紧力可以控制的较小，这样就可以控制夹紧力引起的中间腹板变形大小在零件图允许的范围内。阻止铝管件转动和移动是通过台钳两侧面与铝管件产生的摩擦力来实现的，为了避免铝管件移动，铝管件高速加工时的切削力必须小于夹紧力所产生的较小摩擦力。利用ANSYS软件模拟出的加工变形结果，台钳夹紧铝管件的初始预紧力为600N，转化为铝管件两侧的面载荷为495663Pa。结果可知Z方向的变形较大为4.88μm，铝排管变形呈对称状，从两边往中间翘曲，这符合铝管件加工的变形规律。