(3)铝合金的强度、硬度与纯铝相比提高很多,与钢材相比强度与硬度低,切削力小,导热性好。铸铝合金塑性低,伸长率一般在4%以下,不宜压力加工,大多数切削加工性较好。各种状态下的变形铝合金,质软,其强度和硬度都不高,切削加工的难度在于有较高的塑性,切削时易粘刀,形成积屑瘤,难以获得良好的表面上的质量;在高速切削时刀刃可能会产生熔焊现象,使刀具丧失切削能力,影响加工精度和表面粗糙度。此外,铝合金的热胀系数大,切削时会造成工件热变形,降低加工精度。因此,在铝合金加工中,刀具也呈现高水平、多样化的发展趋势。
数控车床作为当今使用最广泛的数控机床之一,大多数都用在加工轴类、盘套类等回转体零件,可以通过程序控制自动完成内外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工,并进行切槽、钻、扩、铰孔等工作,而近年来研制出的数控车削中心和数控车铣中心,使得在一次装夹中能够实现更多得加工工序,提高了加工质量和生产效率,因此特别适宜复杂形状的回转体零件的加工。
[5]陆剑中,孙家宁主编.金属切削原理与刀具[M].机械工业出版社,2011
从铝合金的切削加工性可知,无论是车(镗)削、铣削、钻削中的哪种切削加工类型,都要求刀具耐磨,切削刃锋锐,具有前角大、后角大、主偏角大、副偏角小、刃倾角为正角度、刃面光洁等设计特点。
前角:在保持刀刃强度的条件下,选择大前角,一方面能够磨出锋利的刃口,另一方面能减少切削变形,使排屑顺畅,进而降低切削力和切削温度。切忌使用负前角刀具。
选择开放型大前角和后角的设计使刃口更加锋利,切削更轻快,切削速度能更高;选择刀片前刀面抛光表面处理,能减小工艺流程中切屑与前刀面的摩擦,降低粘结的可能性,使排屑更加顺畅,获得更高的表面上的质量和寿命;选择强度更高的刀体和质量更佳刀片,使加工中重复定位精度高,抑制切削过程中产生的振动。另外,需注意在切削加工时要最大限度地考虑铝合金材料的各种物理、机械性能,需采用小切削力进行切削加工,同时控制温度给加工中尺寸测量造成的影响,特别是在有较高尺寸精度和表面粗糙度要求时需采用多次精车。
(1)形变铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。大多数都用在制造航空器材、建筑用门窗等。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只可以通过冷加工变形来实现强化,它最重要的包含高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金能够最终靠淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。
[1]陈琪,刘浩主编.金属材料及零件加工[M].华中科技大学出版社,2014.
[3]沈建峰,虞俊主编.数控车工(高级)[M].机械工业出版社,2007
后角:后角大小对后刀面磨损及加工表面上的质量有直接的影响。切削厚度是选择后角的重要条件。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,后角应选择小一些。精铣时,要求刃口锋利,减轻后刀面与加工表面的摩擦,减小弹性变形,后角应选择大一些。
近年来市面上也出现了不少用于铝材加工的涂层硬质合金,就涂层技术而言,不易采用含Al或者Al2O3的涂层,因为氧化了的氧化铝切屑与涂层材料Al氧化后相同,按照相似相溶理论,切削时会因化学亲和力而产生粘结与积屑瘤,造成摩擦阻力增大而使刀具磨损加快。加工铝合金不宜采用Al2O3基陶瓷刀具也是同样的道理。
从机械结构上看,数控车床还没脱离普通车床的结构及形式,即由床身、主轴箱、刀架进给系统,液压、冷却、润滑系统等部分组成。
铝用加工的刀具材料一般都会采用细晶粒的YG类硬质合金(ISOK10--K20)、聚晶复合金刚石(PCD,也称金刚石烧结体)以及天然金刚石等,这些均是适宜切削铝合金的刀具材料,都能够保证刀具刃口锋利且耐磨。
摘要铝合金是工业中应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、船舶及化学工业中已大量应用,目前铝合金是应用最多的合金。数字控制机床是装有程序控制管理系统的自动化机床。在数控系统中使用指令和程序自动加工各种零件。采用数字控制机床加工铝合金工件有加工精度高、加工质量稳定、生产效率高、利于管理等优点。