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高速切削加工技術對鎂合金應用具有及其重要的意義

2019-12-06 15:29 ?瀏覽:

鎂合金正在從一般結構鑄造件向著高性能輕合金結構框架、精密復雜應用條件的方向發展,正在由軍工向著民用不斷推廣,同時加工技術向數控化、高速化、自動化技術方向發展,向材料制備與構件成形同時制造的方向發展;制造技術向信息化、數字化及設計一制造一體化方向發展。我國鎂合金制造技術正處在一個新的變革時代,它將為新一代工業與民用設備的研制提供更先進的材料與制造技術。   
 
高速切削加工技術對鎂合金應用具有及其重要的意義。綜述影響鎂合金高速切削加工的4個關鍵要素:切削刀具、切削液、切削參數和走刀路線。對4個關鍵要素進行討論,總結出刀具、切削液的選用原則,合適的切削參數組合。最后指出鎂合金高速切削加工的發展方向及有待解決的問題。

當今,高速切削加工技術(High Speed Cutting,簡稱HSC)作為機加工最重要的先進制造手段正受到越來越多制造部門的青睞。高速切削與常規切削相比具有明顯的優點.具體體現在以下幾個方面:1)加工時間減少60%~80%,加工成本降低20%-40%;2)進給速度提高5-10倍,材料去除率提高3-6倍;3)刀具耐用度提高70%;4)表面粗糙度R??蛇_8-10 μm;5)加工余熱被切屑帶走,工件表面溫度降低95%以上;6)熱變形、熱膨脹減小,積屑瘤、鱗刺、表面殘余應力和加工硬化受到抑制;7)切削力減少約30%,適宜加工細長、復雜薄壁零件。

刀具對機械加工的影響  
①刀具材料的影響。鎂加工刀具材料的選擇取決于所需完成的機加工量。小批量加工時,一般使用壽命特別長的普通碳鋼刀具;大批量加工時,通常優先選用鑲嵌硬質合金的刀具;當加工批量大和公差要求很嚴時,可以使用成本較高的鑲金剛石刀頭來省去繁瑣的復位補償調整工作。  
 
②刀具設計的影響。加工鋼和鋁的刀具通常也適合于鎂合金的加工。但是,由于鎂的切削力低,熱容量也相當低,故其加工刀具應當具有較大的外后角、較大的走屑空隙、較少的刀刃數和較小的前角。另外,保證刀具的各個表面很平滑也是十分重要的。  
 
③刀具刃磨的影響。對鎂進行機械加工的一條重要原則是,應當使刀具保持盡可能高的鋒利和光滑程度,必須沒有劃傷、毛剌和卷刃。如果刀具切削過其它金屬,即使切削角沒有改變,也應進行重新刃磨和珩磨。
   
刀具初磨可采用中等粒度的砂輪,然后用精細粒度的砂輪進行刃磨,并在必要時再用細油石或超細油石進行手工珩磨。對于高速鋼刀具,采用100目的氧化鋁砂輪進行精磨即可獲得滿意的效果;對于刃磨鑲嵌硬質合金的刀具,一般采用320目的碳化硅砂輪或200-300目的金剛石砂輪。

2.切削液對機械加工的影響 
切削液有兩大功能即冷卻和潤滑。由于鎂的散熱速度很快,可使被加工表面保持在較低的溫度水平上,此外,鎂的易切削性使其不易與鋼發生膠合,切削加工時一般不需要潤滑,因此在加工鎂合金時往往并不需要切削液。通常小批量生產或簡單加工都將選用干式加工,這樣成本會更低而且比較干凈。  
 
只有在鏜深孔時可能需要用切削液進行潤滑,在進給速度和切削速度很高時或大批量生產時也最好用切削液來進行冷卻。  
 
加工鎂合金時,無論用高速或低速,用或不用切削液,都可以獲得平滑的加工表面,而使用切削液主要是為了冷卻工件,盡可能減少發生扭曲變形以及減少切屑著火的可能性。因此在鎂的機械加工中,切削液一般被稱作冷卻液。在生產批量很大時,冷卻液是延長刀具壽命的因素之一。


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