在進(jìn)行零件精加工生產(chǎn)時(shí)，與粗加工不同的是精加工中需要充分考慮裝夾、走刀、工藝參數(shù)對(duì)零件內(nèi)部應(yīng)力的影響以及切削時(shí)切削力、切削熱對(duì)零件結(jié)構(gòu)的影響，控制變形，避免由于效率提升引起變形，造成零件精度及表面質(zhì)量破壞。

切削刀具的選擇

選擇更加合理的刀具可以直接提高生產(chǎn)效率。鋁合金材料的切削加工對(duì)刀具材料要求不高，一般采用硬質(zhì)合金銑刀即可，涂層可使用無(wú)涂層或金剛石涂層。在粗加工中由于不必考慮精度及質(zhì)量問(wèn)題，可以最大限度高效切除金屬材料，因此可以選擇大直徑刀具，減少走刀次數(shù)，縮短走刀時(shí)間。

另外，在粗加工中盡量選擇密齒刀具替代疏齒刀具，可以增加每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，在相同的轉(zhuǎn)速下切削速度可以得到增加。在精加工中，除了考慮材料高效去除的問(wèn)題，還應(yīng)充分考慮薄壁構(gòu)件在切削中受力變形控制問(wèn)題。

高強(qiáng)度的鋁合金薄壁件精加工宜選用硬質(zhì)合金刀具。刀具前角不能太小，否則增大了切削變形和摩擦力，前刀面磨損加大，降低刀具使用壽命。此外，刀尖圓弧半徑的選擇應(yīng)適當(dāng)，刀齒不能太密，便于切屑排出，有利于進(jìn)給量進(jìn)一步提高，防止冷作硬化層，延長(zhǎng)刀具使用壽命。

走刀軌跡的選擇

提速增效中一個(gè)較為有效的方法就是優(yōu)化走刀軌跡，在高速切削時(shí)要保證刀位路徑的方向性，即刀具軌跡盡可能簡(jiǎn)化，少轉(zhuǎn)折點(diǎn)，路徑盡量平滑，減少急速轉(zhuǎn)向；應(yīng)減少空走刀時(shí)間，盡可能增加切削時(shí)間在整個(gè)工件中的比例；應(yīng)盡量采用回路切削，通過(guò)不中斷切削過(guò)程和刀具路徑，減少刀具的切入和切出次數(shù)，獲得穩(wěn)定、高效、高精度的切削過(guò)程。

小曲率半徑曲面的走刀路徑

在整體結(jié)構(gòu)件的大型復(fù)雜曲面高速切削加工中，曲面曲率變化大時(shí)，應(yīng)以最大曲率半徑方向作為最優(yōu)走刀方向；曲面曲率變化小時(shí)，曲率半徑對(duì)走刀方向的影響減弱，宜選擇單條刀軌平均長(zhǎng)度最長(zhǎng)的走刀方向。

大曲率半徑的曲面走刀路徑

在斜面加工時(shí)，若采用橫向水平走刀，每一段走刀距離都很短，在切削過(guò)程中主軸需要頻繁換向，切削穩(wěn)定性差，且由于切削的是斜面，水平走刀需要X或Y軸與Z軸的聯(lián)動(dòng)，不利于切削速度的提升。

橫向水平走刀軌跡

因此，針對(duì)此類斜面加工，走刀軌跡盡量安排為平行于最長(zhǎng)斜邊，不但走刀軌跡最長(zhǎng)、換向次數(shù)最少，而且單道走刀都只是在XY平面運(yùn)動(dòng)切削，Z軸方向運(yùn)動(dòng)都是安排在工件輪廓之外的位置，即使在高速切削下亦可減小刀具損傷。

斜向平行走刀軌跡

切削參數(shù)的選擇

在粗加工時(shí)，一般可選擇大進(jìn)給量與適當(dāng)大的切削深度并配以中等切削速度的“大功率”高效切削，更能達(dá)到高材料切除率，從而極大提高生產(chǎn)效率。而對(duì)于精加工來(lái)說(shuō)，只有提高轉(zhuǎn)速和增大齒數(shù)是可行的，而增大每齒進(jìn)給量可能會(huì)降低表面精度，產(chǎn)生殘余應(yīng)力導(dǎo)致變形。所以往往通過(guò)高切削速度、低每齒進(jìn)給量的“輕切快切”來(lái)保證生產(chǎn)效率的提高和產(chǎn)品的精度及表面質(zhì)量。

切削參數(shù)可通過(guò)切削加工有限元分析和切削加工試驗(yàn)確定，以一臺(tái)機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)24000r／min的龍門(mén)數(shù)控加工中心為例，通過(guò)Third Wave AdvantEdge 軟件分析，在薄壁壁板的粗加工過(guò)程中，若選用φ25mm或者φ32mm可轉(zhuǎn)位式刀具，對(duì)于切削用量的優(yōu)化，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)適當(dāng)提高，選擇范圍為12000～15000r／min；每齒進(jìn)給量和切削深度不應(yīng)過(guò)大，可選擇范圍分別為0．15mm／z和2～3mm。

部分測(cè)試仿真數(shù)據(jù)

在有限元分析所得參數(shù)可選范圍內(nèi)即可設(shè)計(jì)切削試驗(yàn)，以切削效率、表面粗糙度、加工表面形貌為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，最終選取最優(yōu)切削參數(shù)。

在鋁合金薄壁件的高效加工策略下，還需要上述刀具、走刀、切削參數(shù)等幾個(gè)方面的正確選擇。