铝合金高速微小孔钻削工艺

   2023-07-11 互联网2810

  在8000~16000r/min以及进给速度12~36mm/min范围,随着主轴转速和进给速度增大,切削功增加后虽然产生的热量增加,但小于切屑提速后带走的热量,切削区温度降低,切屑界面熔结减少,切削性能改善使钻削力降低。而主轴转速超过16000r/min和进给速度36mm/min后,即在16000~22000r/min以及进给速度36~60mm/min范围,随着主轴转速和进给速度增大,切削功增加后产生的热量增加,但因转头容屑槽排屑能力有限,提速后的切屑能带走的热量有限,切削区温度升高,钻削过程中生成变质层,切屑易熔结在刀刃上,切屑熔结物被后续加工冲击切削,使钻削力增大。

  可以认为,16000r/min和36mm/min是临界条件。在该临界条件下,铝合金微小孔钻削过程中切削热的产生与带走或传出达到了最佳的动态平衡,切削力最小,耐用度最高。因此,16000r/min和36mm/min是铝合金微小孔钻削的最佳主轴转速和最佳进给速度。

  结束语

  本课题通过大量的钻削试验进行了铝合金微小孔钻削特性和工艺的研究。铝合金微小孔钻削试验在一台自行研制的高速数控钻床上进行。试验采用直径1mm的硬质合金标准麻花钻在铝合金工件上钻孔,不使用切削液。

  刀具材料为YG6A,工件为LY12硬质合金。主要结论如下:

  (1)高速钻削过程动态切削力(轴向力和扭矩)的变化特征研究表明,随着钻孔深入、入钻钻头部分长径比的逐渐增加,排屑逐渐困难,钻削条件恶化,使得轴向力和扭矩呈逐渐增加的趋势,一旦超过极限即导致微小钻头折断。切屑堵塞造成的钻头折断是钻头损坏的主要原因。

  (2)铝合金微小孔钻削工艺参数的影响规律研究表明,钻削工艺参数(主轴转速和进给速度)对动态切削力的影响存在临界值(即最佳工艺参数):主轴转速16000r/min和进给速度36mm/min。

  在该临界条件下,铝合金微小孔钻削过程中切削热的产生与带走或传出达到了最佳的动态平衡,进行铝合金微小孔钻削加工切削力最小,有利于改善铝合金微小孔钻削条件,提高刀具耐用度。

 
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