铝型材零件设计与加工工艺探析

陈伟

摘 要：铝型材是工业建设及开发过程中重要的合金材料，随着铝型材行业的不断发展，对其零件的材质、性能以及尺寸等都有着严格的要求，这就需要铝型材行业相关人员积极加强零件设计工作，并掌握合理的加工工艺，促进铝型材零件实际质量的提升。本文就铝型材零件设计及加工工艺进行简要分析，仅供相关人员参考。

关键词：铝型材；零件设计与加工；工艺

铝型材是一种现代化的合金材料，主要以铝作为其主要成分，在将铝棒进行热熔后，进行规范的挤压操作，从而促进多元化的截面形状的铝材料的形成。在铝型材零件实际加工过程中，由于其中添加的合金的比例存在一定差异，因此其生产出的铝型材的机械性能差别较大，在工业领域内的建筑门窗、室内外装修以及建筑结构用铝型材等不同领域内得到比较广发的应用。

1 铝型材零件设计工艺分析

铝型材零件因其自身轻巧耐用、抗腐蚀性良好且加工性能优越等特点，在工程领域内得到比较广泛的应用，那么在铝型材零件设计过程中，应当结合工程实际要求以及产品特点来对零件的使用材料进行合理选取，通常情况下，6063铝合金是比较常用的铝合金型材材料，其与其他牌号的铝合金相比，更具机械加工性能，在淬火过程中的敏感性较低，其表面杨化着色性能较好。在对铝型材的加工尺寸精度进行设计的过程中，应当结合《铝及铝合金挤压成型尺寸偏差》中关于铝型材高精度等相关要求，来对铝型材进行科学化设计。在铝型材断面图的设计过程中，明确型材代号、图形、材料以及横断面面积等内容，并在技术要求中标注好型材尺寸公差的依据标准，其确保铝型材设计的合理性，从而为铝型材零件设计及加工工序的顺利进行奠定坚实的基础。

在此基础上，应当对铝型材带来进行准确的标注，其主要通过9个字母来进行表示，排列规则如图1所示：

相关设计人员应当注意的是，在对铝合金型材进行标记的过程中，应当对材料牌号，热处理状态、型材代号以及型材执行标准代号等进行完整的标记，在图纸文档内，直接选用相关设计手册内所列举的铝型材进行应用时，可以免去另行绘制铝型材的截面图纸的程序，直接对加工零件图进行绘制即可。若需要设计人员另行设计新型型材截面，则需要设计人员对型材截面和最终零件的详细图纸进行分别绘制，并确保铝型材零件图分别出现。相关设计人员应当注意的是，新设计的型材截面图纸在归档的过程中，应当在图纸的技术要求内对型材的开模厂家进行标注，从而为铝型材零件的后续加工提供可靠的基础。

铣夹具的结构形式如图2示。夹具的设计解决了以下三个问题。

定位合理。利用钻模制出的工件上的孔作工艺孔，型材铣夹具选择型材的内侧面作为工艺基准，用插销与夹具相应孔销接，调正位置后，以夹具长向端面定位，配以虎钳夹紧，这样加工定位就解决了工件在端部斜边加工后基准丧失而造成无法定位的难题。

装夹可靠方便。夹具尺寸按虎钳高度和型材尺寸综合确定，直接用虎钳装夹，无需增加垫铁、垫块。

随用性强。一副铣夹具利用其相应的定位销孔，可顺利加工全部型材机箱零件的四个45°斜边。

2 铝型材零件加工工艺

在实际加工过程中，用标准规格的铝型材，结合铝型材产品断面设计制造出标准的模具，通过挤压机将加热好的圆铸棒从模具内挤出成型，待挤压冷却后，结合工程实际需要将铝型材进行精准的锯切。相关加工人员应当注意的是，铝棒的加热温度应当控制在570℃，在此种情况下开始挤压，能够有效的对模孔温度进行控制，并确保突破压力在2156N/cm2范围内，并对挤压速度进行合理化控制，确保铝型材出模后能够在1分钟以内冷却至250℃胰腺癌，以保证铝型材的质量。

经过修模后所挤出的铝型材产品，其壁厚应当满足产品的实际需求，并将其最薄处厚度控制在0.7mm左右，以确保铝型材挤压成型，为了有效的避免铝型材出现变形，在挤压成型后，应当适时进行人工时效处理，将铝型材加热至180℃左右，并保持此种温度条件在2小时左右，促使铝型材力学性能的提升，并减轻铝型材的应力腐蚀，从而切实提高铝型材产品性能。在实际加工过程中，相关加工人员应当对铝型材的零件的材料进行合理化分析，由于其中含有一定量的有色金属，那么在在实际加工过程中不能够以磨削来进行加工，以免对铝型材产品的质量造成严重影响。

该零件内面有多个台阶，不能直接装夹在工作台上，需要设计制作铣削工装，以保证产品质量。经过分析比较，最终选择了比较简单适用的方案：设计制作一定位支撑块，并利用T型定位块将其固定在铣床工作台上；工件按图示方法定位放置，并使用通用压板压紧。经铣削加工后检验，该零件薄壁处尺寸0.5mm、形位精度和表而精度均符合设计要求，组装到产品上满足产品性能要求。工装简图如图3所示。

铝型材机箱的机加工工艺和装配工艺方法由钳工划线加工铝型材零件上各孔，改为钻模加工这些孔；由钳工装配时按铝型材上的孔配钻三角连接件上孔，改为在零件加工时钻模加工这些孔；以往铣工铣四个45°角时，需先旋转钳口45°角，由于无测量基准，这样加工的45°角度不一致，长度也无法准确测量，加工质量依赖于工人的技术操作水平。现在改为利用铣夹具并以铝型材上的工艺孔定位加工，可保证实际长度尺寸和45°角度准确一致，其加工质量靠夹具保证，不依赖工人技术操作水平，改进后的立柱机加工工艺见表1。

结束语

就总体情况来看，现代社会经济的发展以及科技的进步，工业对支柱性原材料的铝材需求日益增长，铝型材加工业始终保持着持续快速发展的态势，经济效益快速增长，并且节能减排的实际效果比较显著，铝型材加工业的综合实力不断提升，能够在社会激烈的市场竞争中谋取一席之地。■

参考文献

[1]吴明清.某铝材零件加工刀具的设计[J].金属加工：冷加工，2013.

[2]闫建华.铝型材零件设计加工工艺研究[J].科技研究，2014.

[3]付志春.6063铝型材框成型工艺与加工工艺设计[J].现代制造，2013.