通俗的说，夹具就是六个点（3+2+1：三点定面、两点定线、一点固定），而机加工需要解决变形。容易见到的铝零件（第二届新基建+铝加工与促进铝应用技术研讨会）加工变形是什么原因不少，与材质、零件形状、生产条件等都有关系。主要有几个方面：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。
通俗的说，夹具就是六个点（3+2+1：三点定面、两点定线、一点固定），而机加工需要解决变形。容易见到的铝零件（第二届新基建+铝加工与促进铝应用技术研讨会）加工变形是什么原因不少，与材质、零件形状、生产条件等都有关系。主要有几个方面：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。
1、降低铝加工变形的工艺手段
1、减少毛坯内应力
使用自然或人工时效与振动处置，均可部分消除毛坯的内应力。预先加工也是行之有效的工艺办法。对较大的毛坯，因为余量大，故加工后变形也大。若预先加工掉毛坯的多余部分，缩小各部分的余量，不仅能够降低将来工序的加工变形，而且预先加工后放置一段时间，还可以释放一部分内应力。
图1
比如图1所示为大梁零件，毛坯形状如图双点划线所示重60kg，而零件仅重3kg。若按图中虚线所示一次性加工成形，平面度误差可高达14mm，若按图中实线进行预加工，自然时效一段时间后再加工成形为所需要的零件，则平面度误差可以减小到3mm。
图2
图2为某型号穿盖器零件，局部最小厚度仅为3mm，加工前的毛坯厚度为20mm。可以上加工中心用压板换压的办法将零件直接加工到尺寸，但从工作台上拿下来时，零件底部两端会向上翘起，导致尺寸紧急超差甚至报废。
图3
所以在加工之前，先在毛坯上开一个应力释放槽，如图3实线地方所示，再从工作台上拿下，自然时效1～2h，让变形尽可能在此时全部发生。之后，增加一个钳工校平工序将零件校平，则零件在后续加工中变形量会大幅度地减少。
2、改变刀具的切削能力
刀具的材料、几何参数对切削力、切削热有要紧的影响，正确选择刀具，对降低零件加工变形至关要紧。
1）合理选择刀具几何参数。
前角：在维持刀刃强度的条件下，前角适合选择大一些，一方面可以磨出锋利的刃口，另外可以降低切削变形，使排屑顺利，进而减少切削力和切削温度。切忌用负前角刀具。
后角：后角大小对后刀面磨损及加工表面水平有直接的影响。切削厚度是选择后角的要紧条件。粗铣时，因为进给量大，切削负荷重，发热量大，需要刀具散热条件好，因此，后角应选择小一些。精铣时，需要刃口锋利，减轻后刀面与加工表面的摩擦，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，减少铣削力，螺旋角应尽量选择大一些。
主偏角：适合减小主偏角可以改变散热条件，使加工区的平均温度降低。
2）改变刀具结构。
降低铣刀齿数，加强容屑空间。因为铝件材料塑性较大，加工中切削变形较大，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。
精磨刀齿。刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在用新刀之前，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。如此，不但可以减少切削热而且切削变形也比较小。
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，除使用耐磨性好的刀具材料外，刀具磨损标准不应该大于0.2mm，不然容易产生积屑瘤。切削时，工件的温度一般不要超越100℃，以预防变形。
3、改变工件的装夹办法
对于刚性较差的薄壁铝件工件，可以使用以下的装夹办法，以降低变形：
1）对于薄壁衬套类零件，假如用三爪自定心卡盘或弹簧夹头从径向夹紧，加工后一旦松开，工件势必发生变形。此时，应该借助刚性较好的轴向端面压紧的办法。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。加工外圆时就可防止夹紧变形，从而得到认可的加工精度。
2）对薄壁薄板工件进行加工时，最好使用真空吸盘，以获得分布均匀的夹紧力，再以较小的切削用量来加工，可以非常不错地预防工件变形。
3）用填塞法。为增加薄壁工件的工艺刚性，可在工件内部填充介质，以降低装夹和切削过程中工件达变形。比如，向工件内灌入含3%～6%硝酸钾的尿素熔融物，加工将来，将工件浸入水或酒精中，就能将该填充物溶解倒出。
4、合理安排工序
高速切削时，因为加工余量大与断续切削，因此铣削过程总是产生振动，影响加工精度和表面粗糙度。所以，数控高速切削加工工艺过程一般可分为：粗加工-半精加工-清角加工-精加工等工序。对于精度需要高的零件，有时需要进行二次半精加工，然后再进行精加工。
粗加工之后，零件可以自然冷却，消除粗加工产生的内应力，减小变形。粗加工之后留下的余量应大于变形量，一般为1～2mm。精加工时，零件精加工表面要维持均匀的加工余量，一般以0.2～0.5mm为宜，使刀具在加工过程中处于平稳的状况，可以大大降低切削变形，获得好的表面加工水平，保证商品的精度。
2、防止铝变形的6种操作办法
除去改变刀具性能与预先使用时效处置消除材料的内应力以外，在实质操作中，用适合的操作办法可以有效防止材料的加工变形。
1、对称加工法
对于加工余量大的零件，为使其在加工过程中有最好的散热条件，防止热量集中，加工时，宜使用对称加工。如有一块90mm厚的板料需要加工到60mm，若铣好一面后立即铣削另一面，一次加工到最后尺寸，则平面度达5mm;若使用反复进刀对称加工，每一面分两次加工到最后尺寸，可保证平面度达到0.3mm。
2、分层多次加工法
假如板材零件上有多个型腔，如下图所示。加工时，不适合使用一个型腔一个型腔的次序加工办法，如此容易导致零件受力不均匀而产生变形。使用分层多次加工，每一层尽可能同时加工到所有些型腔，然后再加工下一个层次，使零件均匀受力，减小变形。
图片
3、适合选择切削用量
通过改变切削用量来降低切削力、切削热。在切削用量的三要点中，背吃刀量对切削力的影响非常大。假如加工余量太大，一次走刀的切削力太大，不只会使零件变形，而且还会干扰机床主轴刚性、减少刀具的耐用度。假如降低背吃刀量，又会使生产效率大优惠扣。不过，在数控加工中都是高速铣削，可以克服这一难点。在降低背吃刀量的同时，只须相应地增大进给，提升机床的转速，就能减少切削力，同时保证加工效率。
4、走刀顺序要讲究
粗加工和精加工应该使用不一样的走刀顺序。粗加工强调的是提升加工效率，追求单位时间内的切除率，一般可使用逆铣。即以最快的速度、最短的时间切除毛坯表面的多余材料，基本形成精加工所需要的几何轮廓。而精加工所强调的是高精度优质，宜使用顺铣。由于顺铣时刀齿的切削厚度从最大渐渐递减至零，加工硬化程度大为减轻，同时减轻零件的变形程度。
5、薄壁件二次压紧
薄壁工件在加工时因为装夹产生变形，即便精加工也是很难防止的。为使工件变形减小到最低限度，可以在精加工马上达到最后尺寸之前，把压紧件松一下，使工件自由恢复到原状，然后再轻微压紧，以刚能夹住工件为准，如此可以获得理想的加工成效。总之，夹紧力有哪些用途点最好在支承面上，夹紧力应用途在工件刚性好的方向，在保证工件不松动的首要条件下，夹紧力越小越好。
6、先钻后铣加工法
在加工带型腔零件时，加工型腔时尽可能不要让铣刀像钻头似的直接向下扎入零件，致使铣刀容屑空间不够，排屑不顺畅，导致零件过热、膨胀与崩刀、断刀等不利现象。要先用与铣刀同尺寸或大一号的钻头钻下刀孔，再用铣刀铣削。或者，可以用CAM软件生产螺旋下刀程序。
