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鋁合金鉆孔方法
發布時間：
2018-11-01
鋁及其合金，由于密度小并具有一定的機械性，能和良好的導電性、導熱性及耐蝕性，因此在各種工業部門中都得到廣泛的應用，特別是航空領域。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。形變鋁合金多用來制造拉伸的零件、鉚釘、板材、型材等，這一類零件在加工過程中，孔的加工并不多見，我們暫且不考慮。而鑄造鋁合金，相對而言種類很多，最基本的是鋁硅合金是硅鋁明。
01與鋼材和黃銅相比，鋁合金的特點：
一是材質軟，剛性差
二是彈性模量低。
這兩個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，必須充分地夾緊和支撐工件，并保持刀具鋒利。否則，工件往往會有離開切削刀具的傾向。有時工件的表面出現不規則的槽痕和光亮的擠壓斑，一種可能是由于刀具對工件的壓力不正常引發的，還有一種可能是由于夾持不牢固而引起振顫時，刀具在工件的表面作間隙式的磨蹭，發生擠壓現象和粉狀切削，然后當間隙或彈性消失時，刀具就咬入工件的表面，啃出槽痕。所以，在鉆孔過程中，我們也要注意鋁合金的切削要點，合理地選取鋁合金的切削方法。
02選擇鋁合金群鉆：
在鉆削過程中，標準群鉆由于外刃鋒角(2Φ)、內刃鋒角(2Φ')相對較大，后角(α)較小，后刀面與被切削面摩擦嚴重，產生了大量的切削熱，切削溫度升高快;主切削刃對材料的切入角小，切削厚度變薄，容易碎斷，不易排出;內刃前角為負值，工作中完全處于擠壓切削狀態，局部溫度高，材料融敷現象嚴重。鋁合金專用群鉆幾何參數和形狀的改進。經過長期實踐，我們對標準群鉆進行了幾何參數和形狀上的改進，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由原來的13°～14°加大至22°～23°，這樣就減少了切削熱的產生，使熔敷現象減輕，同時較大的后角，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，而不會引起震動。將橫刃沿背側的棱多磨去一些，以加大容屑空間。
(2)鋁合金群鉆的刃磨方法。準備使用A46～60K、L型號砂輪，砂輪修磨平整，砂輪的遠郊不得大于鉆頭的圓弧半徑。刃磨直刃時，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，上下擺動鉆頭柄部，整個過程手要有支點，鉆頭尾部擺動不可高于水平面。在刃磨月牙槽時，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，不可上下擺動。在刃磨橫刃時，鉆頭軸線左傾15°，鉆頭尾部下壓55°，外刃和砂輪側面形成夾角，注意及時冷卻鉆頭，避免鉆心退火。最后刃磨加深鉆頭的內槽，用片狀砂輪或小砂輪，此時要注意后角的角度，避免后刀面空間位置高于圓弧切削刃。
03切削刃的鐾光：
為了減輕產生積屑瘤的情況，特別是避免積屑瘤在消失時的殘痕粘附在前面上，應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;最好選用刃溝經過拋光的鉆頭。
04選擇合適的切削用量
極限轉速，大進給，是鋁合金鉆孔時的切削宗旨。高轉速可以提供較大離心力，使得切屑在螺旋槽中更容易呈現噴射狀排出，同時也可縮短切屑在切削刃上的單位停留時間，降低粘結的可能性。而較大的進給量，可以降低單位切削量內產生的切削熱量。
05充分夾緊和支撐工件
在加工鋁合金工件時，必須充分地夾緊和支撐工件，并保持刀具鋒利。否則，工件往往會有離開切削刀具的傾向。有時工件的表面出現不規則的槽痕和光亮的擠壓斑，一種可能是由于刀具對工件的壓力不正常引發的，還有一種可能是由于夾持不牢固而引起振顫時，刀具在工件的表面作間隙式的磨蹭，發生擠壓現象和粉狀切削，然后，當間隙或彈性消失時，刀具就咬入工件表面，啃出槽痕。
06選取合理的加工過程
為了獲得光潔的工件表面，盡可能采用先鉆孔后擴孔的組合，因為各種合格的鋁合金工件毛坯，總會有一些氧化層，加劇鉆頭的磨損。
07選擇配套的切削液
鋁合金切削液的選擇非常重要，必須保證良好的潤滑性、冷卻性、過濾性和防銹性，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，由于是高速加工，可產生大量的熱量，如果產生的熱量不能及時地被切削液帶走，將會發生粘刀現象，嚴重的會出現積屑瘤，將嚴重的影響到工件的加工精糙度和刀具的使用壽命，同時熱量也可使工件發生變形，嚴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滑性，也要考慮其冷卻性能。對于精加工，宜選擇乳化型減摩切削液或低粘度的切削油;對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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