馬琦

摘 要 隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，鋁合金制品逐漸成為了人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中經(jīng)常使用的產(chǎn)品，但由于現(xiàn)階段所使用的零件加工技術(shù)仍然沒有達(dá)到理想的成熟狀態(tài)，因此鋁合金材料在加工過(guò)程中很容易出現(xiàn)變形問(wèn)題，不僅會(huì)影響到鋁合金材料的加工質(zhì)量，還會(huì)影響到加工效率。只有針對(duì)鋁合金加工材料的變形影響因素進(jìn)行分析，并制定出具有可行性的控制策略，才能使得鋁合金加工變得更符合當(dāng)下社會(huì)的需求。

關(guān)鍵詞 鋁合金加工 變形影響因素 形變控制

中圖分類號(hào)：TF11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2022）03-0010-03

隨著人們物質(zhì)文化生活水平的提升，導(dǎo)致對(duì)鋁合金材料的需求量呈現(xiàn)出了不斷加大的趨勢(shì)。相比較其他材料而言，鋁合金材料具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，它不僅能夠適應(yīng)高溫作業(yè)的環(huán)境，還擁有較為優(yōu)秀的導(dǎo)電性能。因此解決鋁合金材料加工過(guò)程中容易出現(xiàn)的形變問(wèn)題顯得尤為重要，只有進(jìn)一步的解決形變問(wèn)題，才能促使鋁合金制品在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮最大的作用。

鋁合金的材料具有非常強(qiáng)的耐高溫性能，可適應(yīng)高溫下各種環(huán)境，有非常強(qiáng)的導(dǎo)電功能，并且對(duì)施工的環(huán)境要求并不是很高。但是安裝應(yīng)用鋁合金材料的時(shí)候，也有很多的問(wèn)題，在溫度合適的時(shí)候，鋁合金的材料內(nèi)部變化非常大，在這種情況下就不能對(duì)正在進(jìn)行變化的鋁合金材料內(nèi)部進(jìn)行查看[1]。一般來(lái)說(shuō)鋁合金的材料出現(xiàn)應(yīng)力值變化，就會(huì)一直保持在這個(gè)狀態(tài)，適當(dāng)?shù)厍謇礓X合金材料以后，才能改變內(nèi)部應(yīng)力值的變化，讓內(nèi)部的應(yīng)力位置從新改變，讓鋁合金材料出現(xiàn)變形等嚴(yán)重問(wèn)題[2]。

社會(huì)生產(chǎn)的快速發(fā)展，對(duì)制造行業(yè)來(lái)說(shuō)，其中的部件加工會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題。在制造的時(shí)候鋁合金的材料被廣泛運(yùn)用，但要是零部件變形，就會(huì)對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，所以提升制造鋁合金材料的加工控制變形，已經(jīng)是現(xiàn)在該行業(yè)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容?，F(xiàn)在建筑行業(yè)不斷發(fā)展，人們對(duì)原本的材料質(zhì)量要求也會(huì)非常高，所以專業(yè)人員就得不停地去改善，使原材料性能更加完善。鋁合金材料的耐腐蝕性是非常高的，并且有很好的導(dǎo)熱性，現(xiàn)代制造業(yè)也被廣泛地利用起來(lái)，成為建筑建筑行業(yè)與現(xiàn)代工業(yè)中必不可少的材料。鋁合金材料的研究一直在增加，對(duì)此有研究說(shuō)明，鋁合金材料在高溫和高熱的情況下有非常好的適應(yīng)能力。但是現(xiàn)實(shí)生活中，該材料在加工的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)材料變形等情況。在加工的時(shí)候，不能對(duì)鋁合金材料里面的應(yīng)力值進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法在短的時(shí)間內(nèi)采取措施并預(yù)防，清除鋁合金材料之后，內(nèi)應(yīng)力值發(fā)生變化會(huì)造成鋁合金材料也發(fā)生變形。

1 鋁合金材料加工概述

鋁合金材料相比較其他材料而言，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。首先，比較其他材料而言，鋁合金材料重量較輕，具有極強(qiáng)的導(dǎo)熱性能。同樣的溫度條件下，鋁合金材料的化學(xué)性能和物理性能顯得更為穩(wěn)定。因此，倘若技術(shù)人員需要進(jìn)行高溫作業(yè)，不妨使用鋁合金材料來(lái)進(jìn)行工具的制備。除此之外，相比較其他材料而言，鋁合金材料擁有更為良好的抗腐蝕性能，因此在工業(yè)生產(chǎn)和加工過(guò)程中得到了較為廣泛地使用。但相比較其他材料來(lái)說(shuō)，鋁合金材料也并非全無(wú)缺點(diǎn)，鋁合金材料加工過(guò)程中很容易出現(xiàn)形變，這或許與加工部件在組織結(jié)構(gòu)方面沒能達(dá)到理想狀態(tài)有一定的關(guān)聯(lián)，因此當(dāng)內(nèi)部的壓力出現(xiàn)較為明顯變化時(shí)，部件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)就會(huì)由于壓力的存在而被迫打破[3]，最終影響到鋁合金材料形狀的維持。

實(shí)際上鋁合金材料一旦產(chǎn)生形變，不僅會(huì)對(duì)其使用質(zhì)量造成十分嚴(yán)重的影響，還會(huì)縮短其使用期限。鋁合金材料原本就有非常大的優(yōu)勢(shì)，如比較輕、耐高溫、耐腐蝕以及導(dǎo)熱性強(qiáng)等性能。對(duì)鋁合金材料的材質(zhì)進(jìn)行分析和研究可以知道這個(gè)材料耐高溫的性能非常強(qiáng)，各種各樣的高溫環(huán)境它都能適應(yīng)。在對(duì)鋁合金材料進(jìn)行加工時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，比如鋁合金的變形等。鋁合金材料里面壓力若發(fā)生一定的變化，該部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)間的平衡就會(huì)不均勻，部件里的組織結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)很大的變化。如果受到外部的影響，也可能會(huì)使鋁合金材料出現(xiàn)變形，影響鋁合金材料的質(zhì)量，使用的年限也會(huì)降低。

鋁合金加工導(dǎo)致變形的影響非常多，其中包括機(jī)床、夾具、刀具、切削參數(shù)、切削工藝、材料自身性質(zhì)和溫度、通風(fēng)、振動(dòng)等很多的隨機(jī)性因素。機(jī)床影響有很多，其中定位的精準(zhǔn)度以及剛度，這中間定位的精準(zhǔn)度影響比剛度的影響更大。夾具的尺寸及夾緊力度對(duì)加工變形有很大的影響，通過(guò)模擬得到的結(jié)果，可以很大程度降低夾緊力造成的變形。刀具導(dǎo)致變形的因素有很多，比如：刀具前角、后角、螺旋角、刃數(shù)等參數(shù)，刀具材質(zhì)和刀具剛性、動(dòng)平衡性等性能。目前，刀具刃數(shù)、圓角和耐用度對(duì)變形影響顯著;材料自身性質(zhì)包括材質(zhì)、硬度、剛度、內(nèi)應(yīng)力、塑性等，其中剛度和內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工變形影響顯著;切削參數(shù)對(duì)加工變形影響最大，其對(duì)切削力和加工過(guò)程中的振動(dòng)產(chǎn)生直接影響，當(dāng)參數(shù)設(shè)置不合理時(shí)，被加工零件在工作臺(tái)上極易振動(dòng)，使零件表面形成振紋，導(dǎo)致加工精度降低;零件裝夾方式、刀具路徑、切削液、定位等工藝均對(duì)加工變形會(huì)產(chǎn)生影響[4]。

2 鋁合金材料加工過(guò)程中產(chǎn)生形變的重要因素及分析

在鋁合金材料生產(chǎn)加工過(guò)程中，導(dǎo)致形變出現(xiàn)的因素有很多。鋁合金材料自身的性質(zhì)以及切削工藝，或切削時(shí)所使用的工具等，都會(huì)在一定程度上影響到鋁合金材料外部形狀的穩(wěn)定。除了這些因素之外，譬如通風(fēng)震動(dòng)等難以控制的外界因素，也很可能會(huì)對(duì)鋁合金材料加工過(guò)程中的形狀維持產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。實(shí)際上鋁合金材料在加工過(guò)程中，對(duì)外部環(huán)境的要求較為嚴(yán)格。其所使用溫度一定要在許可范圍內(nèi)，倘若溫度過(guò)高，那么鋁合金內(nèi)部的應(yīng)力值便會(huì)由于溫度的變化而產(chǎn)生較為密集的活動(dòng)，并且一直保持著密集活動(dòng)的應(yīng)力值狀態(tài)。

除此之外，機(jī)床也會(huì)對(duì)鋁合金材料的形狀維持產(chǎn)生重要的影響，大部分鋁合金材料在制作過(guò)程中都需要先進(jìn)行精度和高度的定位，如若其在進(jìn)行精度定位的過(guò)程中，沒能達(dá)到理想的精準(zhǔn)狀態(tài)，加工過(guò)程中就很容易出現(xiàn)失誤或偏差，進(jìn)而導(dǎo)致鋁合金材料出現(xiàn)形變問(wèn)題。除了機(jī)床，夾具在尺寸精度以及其所使用的力度方面倘若出現(xiàn)了偏差，也很容易導(dǎo)致鋁合金材料出現(xiàn)較為明顯的形變。當(dāng)然最容易導(dǎo)致鋁合金材料出現(xiàn)形變的因素，還是與其所使用的刀具有關(guān)。刀具本身的前角后角參數(shù)等一旦出現(xiàn)較為明顯的變化，都會(huì)對(duì)鋁合金加工的最終質(zhì)量結(jié)果造成影響。為此技術(shù)人員在進(jìn)行刀具使用之前，會(huì)通過(guò)不斷地試驗(yàn)分析來(lái)進(jìn)行刀具參數(shù)的確認(rèn)，以便調(diào)試到最適宜進(jìn)行鋁合金材料加工的圓角參數(shù)和刃數(shù)參數(shù)，以確保在切削過(guò)程中不會(huì)使鋁合金材料發(fā)生形變。在進(jìn)行切削的過(guò)程中，如果參數(shù)設(shè)置不符合當(dāng)前的實(shí)際狀態(tài)和實(shí)際效果，就很容易使得工具在使用過(guò)程中發(fā)生震動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)而影響到最終鋁合金材料的加工精度。

通過(guò)上述幾項(xiàng)原因的分析不難發(fā)現(xiàn)，鋁合金材料在加工過(guò)程中是很容易出現(xiàn)形變的，為了盡量地降低鋁合金材料加工過(guò)程中出現(xiàn)形變的可能性，技術(shù)人員需要對(duì)可能導(dǎo)致鋁合金材料在加工過(guò)程中出現(xiàn)形變的各種不良因素進(jìn)行充分地分析與探究，只有如此才能夠有效地提升鋁合金材料加工的效率。

在傳統(tǒng)的鋁合金材料加工過(guò)程中，需要花費(fèi)較長(zhǎng)的加工時(shí)間才能夠達(dá)到更為理想的加工效果，但對(duì)于技術(shù)人員而言，加工時(shí)間越長(zhǎng)，就意味著鋁合金材料在加工過(guò)程中發(fā)生形變的概率越大，因此從這個(gè)方面來(lái)看，在鋁合金材料加工過(guò)程中所耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)短是影響鋁合金材料產(chǎn)生形變概率的重要因素。除了這個(gè)因素之外，在進(jìn)行切削過(guò)程中的切削溫度也會(huì)影響到鋁合金出現(xiàn)形變的可能性。具體說(shuō)來(lái)，如若在切削過(guò)程中溫度過(guò)高，或者所使用力度超出了警戒值，那么鋁合金材料就很可能會(huì)由于受不了過(guò)高的溫度或過(guò)大的切削力度而出現(xiàn)形變現(xiàn)象。因此除時(shí)間之外，切削過(guò)程中的力度把控和溫度把控，也是導(dǎo)致鋁合金產(chǎn)生形變的重要因素。在鋁合金零件的機(jī)械加工過(guò)程中，需要使用到各類工藝，這些工藝在使用過(guò)程中如若出現(xiàn)了微小的誤差，都很可能會(huì)導(dǎo)致鋁合金材料發(fā)生形變的概率進(jìn)一步的提升，因此進(jìn)行相應(yīng)材料機(jī)械加工時(shí)對(duì)各個(gè)流程的精準(zhǔn)控制也顯得尤為重要。

除此之外，在進(jìn)行鋁合金材料加工過(guò)程中，其所達(dá)到的通風(fēng)狀況會(huì)直接影響到鋁合金材料的質(zhì)量。倘若在鋁合金材料加工過(guò)程中，其所處位置無(wú)法獲得良好的通風(fēng)，那么該材料的冷卻時(shí)間或許會(huì)由于通風(fēng)情況而受到影響。風(fēng)量較低時(shí)鋁合金材料就需要花費(fèi)更多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行冷卻，在這一過(guò)程中，鋁合金材料一旦受到擠壓，就很容易發(fā)生形變。因此通風(fēng)量也是影響鋁合金材料生產(chǎn)加工過(guò)程中出現(xiàn)形變的主要因素。當(dāng)然在進(jìn)行鋁合金材料加工時(shí)，需要使用到各類模具，如果選擇的模具不夠科學(xué)合理，或是模具設(shè)計(jì)的方式不符合現(xiàn)階段鋁合金材料加工的實(shí)際情況，那么就很容易導(dǎo)致模具在使用過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)，這樣一來(lái)，技術(shù)工作人員所加工出的鋁合金材料就容易出現(xiàn)波紋，這也屬于形變的一種產(chǎn)生方式。

3 鋁合金材料加工過(guò)程中形變控制的策略分析

3.1 先進(jìn)的加工技術(shù)

想要讓鋁合金材料在加工過(guò)程中減少形變現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性，就需要不斷地研發(fā)更為先進(jìn)的加工技術(shù)來(lái)進(jìn)行鋁合金材料的加工和生產(chǎn)。只有運(yùn)用更為先進(jìn)的加工生產(chǎn)技術(shù)才能夠在鋁合金材料的加工過(guò)程中，盡最大可能規(guī)避可能導(dǎo)致其出現(xiàn)形變現(xiàn)象的影響因素。這樣一來(lái)，在日常的鋁合金材料生產(chǎn)加工過(guò)程中，其生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率就能夠獲得進(jìn)一步的提升。如果不進(jìn)行更為先進(jìn)的加工技術(shù)的應(yīng)用，那么鋁合金材料的生產(chǎn)加工質(zhì)量很可能就會(huì)呈現(xiàn)出止步不前的態(tài)勢(shì)。

3.2 熱處理方式

技術(shù)研究人員在鋁合金材料的加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在加工時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力倘若不加以控制，會(huì)直接在鋁合金材料上發(fā)揮作用，最終影響到鋁合金材料的加工質(zhì)量。為了使得最終加工的精準(zhǔn)程度達(dá)到理想狀態(tài)，在進(jìn)行鋁合金材料加工時(shí)，需要采取各類保護(hù)措施來(lái)減少應(yīng)力在鋁合金材料方面的作用，只有如此才能夠達(dá)到更為良好的加工效果。相比較其他的保護(hù)措施而言，熱處理方式能夠起到最為明顯的效果。但需要注意的是，如若工作人員選擇使用熱處理方式來(lái)進(jìn)行鋁合金材料加工過(guò)程中應(yīng)力的處理控制，就必須要在熱處理之前進(jìn)行相應(yīng)準(zhǔn)備工作的展開。

3.3 冷處理方式

除了熱處理之外，冷處理方式的使用也能在一定程度上對(duì)鋁合金材料的形變產(chǎn)生概率進(jìn)行控制。冷處理技術(shù)的使用原理是通過(guò)振動(dòng)應(yīng)力消除的方式，在震動(dòng)過(guò)程中將可能出現(xiàn)的能量使用效率進(jìn)一步提升，通過(guò)能量的驅(qū)動(dòng)來(lái)促使加工部件進(jìn)行更進(jìn)一步的運(yùn)行，這樣一來(lái)，鋁合金材料內(nèi)部構(gòu)建的穩(wěn)定性就能夠得到進(jìn)一步的保障。相比較熱處理方式而言，冷處理解決方法操作更為方便，準(zhǔn)入門檻更低，且不需要花費(fèi)太過(guò)高昂的操作成本。因此相比較而言，冷處理方式的適用范圍更廣，可以在進(jìn)行資源成本節(jié)約的情況下進(jìn)行運(yùn)用。現(xiàn)階段所使用的冷處理方式大體可以分成兩種：一是通過(guò)進(jìn)行施加力的使用方式，確保鋁合金內(nèi)部的應(yīng)力能夠得到完全釋放;二是通過(guò)進(jìn)行應(yīng)力效應(yīng)增加的方式來(lái)使零件形狀進(jìn)一步校準(zhǔn)。這兩種方式都能夠很好地對(duì)鋁合金材料形變產(chǎn)生概率控制的效果。

3.4 切削刀具的合理使用

如若在進(jìn)行鋁合金材料加工過(guò)程中，技術(shù)人員能夠使用性能更為良好的切削刀具，就能夠有效地減少切削力，這樣一來(lái)鋁合金材料的加工時(shí)間就能夠得到有效的縮減，原本由于加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致鋁合金材料出現(xiàn)形變的問(wèn)題，就能因此而得到進(jìn)一步地避免。但需要注意的是，如若想要在鋁合金材料的切削過(guò)程中進(jìn)行切削力和熱度的最終控制，僅僅依靠材料和道具的使用是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要進(jìn)行能夠滿足各類加工需求支撐件的應(yīng)用。因此在進(jìn)行加工的過(guò)程中，工作人員需要對(duì)刀具的粗糙度進(jìn)行更為深入的改進(jìn)，只有如此，才能夠最大限度地解決鋁合金材料在加工過(guò)程中出現(xiàn)形變問(wèn)題。這是技術(shù)工作人員在進(jìn)行切削刀具使用過(guò)程中務(wù)必要重視的改進(jìn)環(huán)節(jié)。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在鋁合金加工過(guò)程中，想要使其發(fā)生變形的概率得到進(jìn)一步的控制，就需要使用更具可行性的方法與措施來(lái)進(jìn)行形變影響因素的控制。只有如此，才能夠進(jìn)一步地提升鋁合金加工材料的質(zhì)量和效率，讓鋁合金材料發(fā)生形變的問(wèn)題得到快速糾正，使得鋁合金加工材料在人們的日常生活中發(fā)揮出更多的作用。

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