鋁及其合金,由于密度小并具有一定的機(jī)械性
能和良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及耐蝕性,因此在各種工業(yè)部門中都得到廣泛的應(yīng)用,特別是航空領(lǐng)域。
但在鉆孔加工中,鋁合金卻存在著很多的加工難題。
鋁合金按制造方法不同,分為鑄造的和形變(可壓延)的兩大類。
形變鋁合金多用來(lái)制造拉伸的零件、鉚釘、板材、型材等,這一類零件在加工過(guò)程中,孔的加工并不多見,我們暫且不考慮。
而鑄造鋁合金,相對(duì)而言種類很多,最基本的是鋁硅合金是硅鋁明。
與鋼材和黃銅相比,鋁合金的特點(diǎn):
一是材質(zhì)軟,剛性差
二是彈性模量低。
這兩個(gè)因素顯著影響了鋁合金的切削加工性。因此,在加工鋁合金工件時(shí),必須充分地夾緊和支撐工件,并保持刀具鋒利。否則,工件往往會(huì)有離開切削刀具的傾向。
有時(shí)工件的表面出現(xiàn)不規(guī)則的槽痕和光亮的擠壓斑,一種可能是由于刀具對(duì)工件的壓力不正常引發(fā)的,還有一種可能是由于夾持不牢固而引起振顫時(shí),刀具在工件的表面作間隙式的磨蹭,發(fā)生擠壓現(xiàn)象和粉狀切削,然后當(dāng)間隙或彈性消失時(shí),刀具就咬入工件的表面,啃出槽痕。
所以,在鉆孔過(guò)程中,我們也要注意鋁合金的切
削要點(diǎn),合理地選取鋁合金的切削方法。
選擇鋁合金群鉆
在鉆削過(guò)程中,標(biāo)準(zhǔn)群鉆由于外刃鋒角(2Φ)、內(nèi)刃鋒角(2Φ')相對(duì)較大,后角(α)較小,后刀面與被切削面摩擦嚴(yán)重,產(chǎn)生了大量的切削熱,切削溫度升高快;主切削刃對(duì)材料的切入角小,切削厚度變薄,容易碎斷,不易排出;內(nèi)刃前角為負(fù)值,工作中完全處于擠壓切削狀態(tài),局部溫度高,材料融敷現(xiàn)象嚴(yán)重。
鋁合金專用群鉆幾何參數(shù)和形狀的改進(jìn)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐,我們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)群鉆進(jìn)行了幾何參數(shù)和形狀上的改進(jìn),刃磨成鋁合金專用鉆頭,將原有140°的外刃鋒角減小至105°~110°,這樣就減少了軸向力,加大了刀尖角,改善了散熱條件,加劇了切屑變形,形成了條狀切屑。
加大后角,將后角α由原來(lái)的13°~14°加大至22°~23°,這樣就減少了切削熱的產(chǎn)生,使熔敷現(xiàn)象減輕,同時(shí)較大的后角,也使得主切削刃更加鋒利,容易切入材料,形成厚切屑,方便排出。
將原內(nèi)刃前角–10°左右改為正值或接近正值,可以很好地降低切削阻力,改善內(nèi)刃切削狀體。
將原有雙邊圓弧槽改為單邊圓弧槽,在鋁合金硬度低的條件下,可以很好地減小切削抗力,增加切屑厚度,而不會(huì)引起震動(dòng)。
將橫刃沿背側(cè)的棱多磨去一些,以加大容屑空間。
(2)鋁合金群鉆的刃磨方法。準(zhǔn)備使用A46~60K、L型號(hào)砂輪,砂輪修磨平整,砂輪的遠(yuǎn)郊不得大于鉆頭的圓弧半徑。
刃磨直刃時(shí),鉆頭刃口與砂輪平面靠齊,鉆頭軸線向左切屑出峰角的角度,由刃口向后刀面磨削,上下擺動(dòng)鉆頭柄部,整個(gè)過(guò)程手要有支點(diǎn),鉆頭尾部擺動(dòng)不可高于水平面。
在刃磨月牙槽時(shí),鉆頭主切削刃接觸砂輪邊角,刃口不可上翹,鉆頭柄部向下壓刃磨后刀面,砂輪與鉆軸夾角55°角,鉆頭平進(jìn),不可上下擺動(dòng)。
在刃磨橫刃時(shí),鉆頭軸線左傾15°,鉆頭尾部下壓55°,外刃和砂輪側(cè)面形成夾角,注意及時(shí)冷卻鉆頭,避免鉆心退火。
最后刃磨加深鉆頭的內(nèi)槽,用片狀砂輪或小砂輪,此時(shí)要注意后角的角度,避免后刀面空間位置高于圓弧切削刃。
切削刃的鐾光
為了減輕產(chǎn)生積屑瘤的情況,特別是避免積屑瘤在消失時(shí)的殘痕粘附在前面上,應(yīng)將鉆頭切削刃的前刀面(螺旋槽)和后刀面用油石鐾光到0.8μm以上;最好選用刃溝經(jīng)過(guò)拋光的鉆頭。
選擇合適的切削用量
極限轉(zhuǎn)速,大進(jìn)給,是鋁合金鉆孔時(shí)的切削宗旨。高轉(zhuǎn)速可以提供較大離心力,使得切屑在螺旋槽中更容易呈現(xiàn)噴射狀排出,同時(shí)也可縮短切屑在切削刃上的單位停留時(shí)間,降低粘結(jié)的可能性。而較大的進(jìn)給量,可以降低單位切削量?jī)?nèi)產(chǎn)生的切削熱量。
充分夾緊和支撐工件
在加工鋁合金工件時(shí),必須充分地夾緊和支撐工件,并保持刀具鋒利。否則,工件往往會(huì)有離開切削刀具的傾向。
有時(shí)工件的表面出現(xiàn)不規(guī)則的槽痕和光亮的擠壓斑,一種可能是由于刀具對(duì)工件的壓力不正常引發(fā)的,還有一種可能是由于夾持不牢固而引起振顫時(shí),刀具在工件的表面作間隙式的磨蹭,發(fā)生擠壓現(xiàn)象和粉狀切削,然后,當(dāng)間隙或彈性消失時(shí),刀具就咬入工件表面,啃出槽痕。
選取合理的加工過(guò)程
為了獲得光潔的工件表面,盡可能采用先鉆孔后擴(kuò)孔的組合,因?yàn)楦鞣N合格的鋁合金工件毛坯,總會(huì)有一些氧化層,加劇鉆頭的磨損。
選擇配套的切削液
鋁合金切削液的選擇非常重要,必須保證良好的潤(rùn)滑性、冷卻性、過(guò)濾性和防銹性,因此,可用于鋁合金加工的切削液與普通的切削液有所不同。
在鉆孔時(shí),由于是高速加工,可產(chǎn)生大量的熱量,如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)地被切削液帶走,將會(huì)發(fā)生粘刀現(xiàn)象,嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)積屑瘤,將嚴(yán)重的影響到工件的加工精糙度和刀具的使用壽命,同時(shí)熱量也可使工件發(fā)生變形,嚴(yán)重影響到工件的精度。
因此切削液的選擇,既要考慮到其本身的潤(rùn)滑
性,也要考慮其冷卻性能。對(duì)于精加工,宜選擇乳化型減摩切削液或低粘度的切削油;對(duì)于半精加工和粗加工,可選擇低濃度的乳化型減摩切削液,或半合成減摩切削液等具有良好冷卻性能的切削液。
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