铝合金工件的变形问题和解决方法是什么？
铝合金是工业中使用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中均有铝合金工件。在飞机结构中为了减轻重量，采用了大量的铝合金材料的薄壁零件，由于铝合金零件材料热膨胀系数较大，薄壁加工过程中很容易变形。尤其是在采用自由锻毛坯时余量大，变形问题更为突出。
一、铝合金工件切削变形的原因
铝合金零件变形的原因很多，与材质、零件形状、工艺条件、切削油的性能等都有关系。主要有以下几个方面：毛坯内应力引起的变形，切削力、切削热引起的变形，夹紧力引起的变形。
二、减少工件变形的工艺措施
（1）降低毛坯的内应力
采用时效以及振动处理或预先工艺均可部分消除毛坯的内应力，余量大的毛坯工件故变形也大。若预先去掉毛坯的多余部分缩小各部分的余量，不仅可以减少以后工序的变形，而且放置一段时间，还可以释放一部分内应力。
（2）合理选择刀具几何参数
前角：在保持刀刃强度的条件下前角适当选择大一些，一方面可以磨出锋利的刃口，另外可以减少切削变形使排屑顺利，进而降低切削力和切削温度。
后角：后角大小对后刀面磨损及表面质量有直接的影响。粗铣时由于进给量大、切削负荷重、发热量大，要求刀具散热条件好，因此后角应选择小一些。精铣时要求刃口锋利，减轻后刀面与表面的摩擦减小弹性变形，因此后角应选择大一些。
螺旋角：为使铣削平稳降低铣削力，螺旋角应尽可能选择大一些。
主偏角：适当减小主偏角可以改善散热条件，使平均温度下降。
（3）改善刀具结构
减少铣刀齿数加大容屑空间。由于铝合金材料塑性较大切削变形较大，需要较大的容屑空间，因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。
（4）精磨刀齿
在使用新刀之前，应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下，以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。这样不但可以降低切削热而且切削变形也比较小。
（5）严格控制刀具的磨损标准
刀具磨损后工件表面粗糙度值增加，切削温度上升工件变形随之增加。因此除选用耐磨性好的刀具材料外，还应严格控制刀具磨损程度，否则容易产生积屑瘤。切削时工件的温度不能过高以防止变形。
（6）改善工件的夹装方法
对于刚性较差的薄壁铝合金工件，对于薄壁衬套类零件如果用三爪自定心卡盘或弹簧夹头从径向夹紧，一旦松开工件必然发生变形。以零件内孔定位自制一个带螺纹的穿心轴套入零件的内孔，其上用一个盖板压紧端面再用螺帽背紧。外圆就可避免夹紧变形从而得到满意的精度。
（7）切削油的选用
由于铝合金的硬度较低且切削性较差，对切削油的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求，另外还需要一定的抗腐蚀性能以防止工件发黑，常用的切削油切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物，而且在高温下不易破坏，具有良好的润滑作用，并有一定的冷却效果，一般用于切削、钻孔、铰孔及攻丝等工艺。
因铸棒的各种缺陷体与铸棒基体焊合不好、模具弹性形变及死区、挤压工艺，造成了金属流动的不连续性，形成“积铝”条件，从而形成"“毛刺”或“震痕”。
1.偏析是在铸棒表面凝结的易熔析出物，也称偏析瘤，是易熔组成物渗出后凝结在铸棒表面而成的，在挤压生产中，聚集在模具金属流动的死区，被挤出或被流动的型材拉出，形成“毛刺”或“震痕”。
2.疏松是在晶界及枝晶网络出现的宏观和微观的分散性缩孔，在枝晶间呈三角形孔洞，断口组织不致密，可能往往伴有气孔、夹渣等，在挤压生产中很难与金属焊合，从而以形成粘铝现象。
3.夹渣是混入铸棒的熔渣、氧化皮或其他杂质，也叫夹杂。凹陷于基体，将破坏铸棒的连续性。在铝型材挤压过程中，夹渣通过模具的工作带时，粘附在入口端，形成粘铝。 4.晶粒粗大是当熔体金属过热或铸造温度过高时。在铸棒中易出现的粗大晶粒组织，并伴有晶间裂纹，使金属不连续，在挤压生产中，也易产生粘铝问题.
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对于这种铝合金工件气密性测试，可以根据产品外形分别去做上下模具，并分别加硅胶密封弹性垫，当上下模具下压的时候，测试产品的所有透气的部位就可以被密封紧。然后产品通过负压法进行铝合金工件气密性检测，也就是我们所说的抽真空的方法进行气密性测试。真空气密性检测就会把产品内部的空气抽成真空状态，铝合金工件防水测试机设备内的传感器就会判断内部的真空状态是否有变化。然后这个铝合金工件的合格与否就可以通过铝合金工件防水测试机设备上的水槽内是否有气泡来判定。
铝合金工件气密性测试
从工业材质的角度上来讲铝合金还具有一定的机械性能，密度小，导电性、导热性良好，因此在工业领域广泛应用，同时也是加工中心可加工类型之一。
铝合金的强度与硬度较低，切削负荷小。由于导热性好，散热较快，加之铝合金的熔点比较低，为600°左右，铝合金碎屑很容易粘滞在钻头上，形成积屑瘤。这些因素影响了铝合金的切削加工性，在使用加工中心切削。钻孔铝合金材质时应该注意以下方面。
铝合金材质很软，主轴转速应在刀具承受的范围内适当调高,进给速度要尽量调小,如果进给大的话整个加工过程排屑就会困难。在加工铝合金工件时，必须充分地夹紧和支撑工件，并保持刀具锋利。否则，工件往往会有离开切削刀具的倾向。如加工表面出现不规则的槽痕和光亮的挤压斑一种可能是由于刀具对工件的压力不正常引发的，还有一种可能是由于夹持不牢固而引起振颤时，刀具在工件的表面作间隙式的磨蹭，发生挤压现象和粉状切削，然后当间隙或弹性消失时，刀具就咬入工件的表面，形成槽痕。而铝合金工件对表面光洁程度要求较高，因此在加工时要尤为注意。
为了减轻产生积屑瘤的情况，特别是避免积屑瘤在消失时的残痕粘附在前面上，应将钻头切削刃的前刀面（螺旋槽）和后刀面用油石鐾光到0.8μm以上；最好选用刃沟经过抛光的钻头。为了获得光洁的工件表面，尽可能采用先钻孔后扩孔的组合，因为各种合格的铝合金工件毛坯，总会有一些氧化层，加剧钻头的磨损。
另外，铝合金加工过程中切削液的选择非常重要。必须保证良好的润滑性、冷却性、过滤性和防锈性，因此，可用于铝合金加工的切削液与普通的切削液有所不同。在进行铝合金钻孔时，由于是高速加工，可产生大量的热量，如果产生的热量不能及时地被切削液带走，将会发生粘刀现象，严重的会出现积屑瘤，将严重的影响到工件的加工精糙度和刀具的使用寿命，同时热量也可使工件发生变形，严重影响到工件的精度。因此切削液的选择要在考虑润滑性的基础上也要考虑到冷却性能。对于铝合金精加工可以选择粘度低的切削油或半合成的减摩切削液。
在铝合金加工中，因铝合金属于有色金属，在以前润滑冷却材料种类及性能选择余地不大的时候，从经济性、物理性、化学性能几方面多选择使用煤油。但煤油的清洗是个问题。。。。我很郁闷地说：“曾经天天一股煤油味回家”。。。
现在有下面2种润滑冷却液可供参考。
1.半合成型冷却液 (ISOPAL)
不含亚硝酸盐的通用乳化液。能够显著提高加工表面的光洁度，并能对零件提供良好的防锈保护。此外，还具有抗菌能力强，易于 维护和使用寿命长等特点。适用于黑色金属及有色金属的加工，甚至可用于难加工的铝合金的切削加工。
2.铝合金加工冷却液 Hysol Al
良好的表面加工效果，即使在难度较高的加工条件下仍可延长刀具的使用寿命；良好的润滑性能，较低的泡沫；可用于混合型的金属产品上，故有较好的经济性；良好的润湿性，可减少冷却液带出量，同时保持机床及工件清洁；具有特别长的使用寿命；解决了通常铝加工冷却液的“星期一臭味”现象；出色的防腐蚀性能；对操作者及环境无损害。
适用于黑色金属、铝和铝合金，故可在同一台设备上加工铝和铝合金产品。
补充问题回答：在铝合金加工中，煤油就是起到润滑冷却作用。其他的非铝合金专用润滑冷却材料如机油、工业用菜油、乳化液等会在加工过程中影响铝合金加工件的表面颜色。
(1)工件承载装置的承载能力不需很大。因为相同体积下，铝合金件的重量仅为钢铁件的1/3左右。
(2)分离器的过滤风速应降低。由于采用0.2～0.6 mm的钢丸，风速过高易被吸走，通常风速选取2～3 m/s即可(清理黑色金属件时，分离器的风速一般为4～5 m/s)。同时分离板顶点的坐标位置亦相应变化，即变更分离板上的可调整板。
(3)钢丸的抛射速度有所变化。由于铝合金件硬度不高，要达到规定的表面粗糙度要求，在既定钢丸粒度和钢丸材质的条件下，钢丸的抛射速度需要通过实验才能确定。但往往比黑色金属件抛丸清理时选择的抛射速度要低。
(4) 除尘系统应设防爆装置。铝合金件在抛丸清理时产生铝粉，而铝粉为导电性易燃易爆粉尘，应特别注意。按其物理性质，铝粉为ⅢA级，引燃温度分在T组(高于270 ℃)，高温表面沉积粉尘(5 mm厚)的引燃温度为320 ℃，云状粉尘的引燃温度为590 ℃，爆炸下限浓度为37～50 g/m3。铝粉爆炸是一种连锁反应，即尘云在火源引发下，产生原始小火球，靠粉尘燃烧的热量维持火球温度，当火球的表面温度达到粉尘的自然点以上时，连锁反应得以建立，火球不断扩大而形成爆炸。所以控制设备表面温度，就成了防止铝粉爆炸发生的一个突出问题。因此不应放在热处理炉、熔化炉等温度较高或有明火产生的装置附近，而应放在车间阴凉通风处。抛丸机除尘器最好放在车间外面或车间靠墙一侧，为防万一，在除尘器的顶部和除尘管道上应设置防爆自动开启窗为安全起见，所有电机、风机、电控元件均应采取防爆型。
(5)1、虽然铝合金件的质量较轻，但是在悬挂铝合金工件的时候要按照体积来定，不可一次性悬挂多个工件，会影响清理的效果和质量。
2、铝合金件质地较轻且薄软，所以清理所用的弹丸尽量选择小粒，弹丸抛射的速度要低，以免造成工件变形或毁坏。
3、铝合金件在清理过程中会产生大量的铝粉，铝粉易燃且导电，为了安全起见，应把吊钩式抛丸机放置在阴凉通风处进行工作，抛丸机的除尘设备尽量远离车间。
