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试论铝合金机械加工中挤压和切削控制问题

​姚佳奇

哈尔滨中飞新技术股份有限公司,黑龙江哈尔滨,150000

摘要: 铝合金应用性能较为良好,是机械加工中比较常用的一种材料。铝合金机械在推动该领域进一步发展中起到了重要作用。为了提高铝合金机械加工质量和效果,需要加强对铝合金挤压过程和切削过程进行控制,作为铝合金机械加工过程中的关键点,对机械加工质量有着直接影响。在实际进行铝合金加工的过程中,要对材料的机械性能进行了解,掌握挤压控制要点和切削工艺,对各加工流程的质量进行有效控制,保证铝合金机械加工效果。
关键词: 铝合金;机械加工;挤压;切削;控制
DOI:10.12721/ccn.2021.157001
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机械加工过程中需要注意的内容比较多,挤压和切削是机械加工的关键环节,只有做好细节控制,才能保证机械构件质量满足应用要求。本文对铝合金机械加工中挤压和切削控制问题进行了分析,并提出了针对性的控制措施,望可以为后续铝合金机械加工提供参考。

一、铝合金挤压过程控制

铝合金机械加工过程中挤压成型是非常重要的一个环节,对铝合金产品的生产质量有着直接影响。在实际进行产品加工的过程中,挤压精度对机械加工来说是非常重要的一个参数标准,所以必须要做好挤压环节的控制工作。挤压在铝合金产品设计生产环节的全过程都有所涉及,主要是根据设计标准来确定铝合金的各项参数,设计要求与铝合金机械表面的处理效果、加工情况和使用方向等有着密切关系,所以根据设计要求来确定铝合金加工过程中的挤压类型。对于不同种类的铝合金来讲,挤压之后的性能存在着较大的差异,而同种类型铝合金挤压之后的性能与设计形状有着密切关系,所以要根据实际需要来确定铝合金产品的形状,从而决定挤压模具的形状。在确定产品设计形状之后需要对铝合金进行挤压,主要应用的是加热铝棒进行操作,将其放置在盛锭筒的内,在大功率作用下运用挤压杆进行挤压。在挤压之前提前放置挤压垫,让加热软化后的铝合金可以在挤压作用下成型。这是铝合金机械加工挤压的主要流程,属于直接挤压,还有一种是间接挤压,其与上述流程较为相似,但是挤压模具是固定的,主要根据模具的形状来确定铝合金产品的形状。

在实际进行产品挤压的过程中,需要对铝合金产品的各项参数要求进行了解,确定机械加工期间的重难点,然后进行针对性控制,在确定好挤压使用的模具之后就可以进行这项操作。铝合金加工过程中使用的模具与其他材料加工模具也存在一定的差异,该模具的工艺性比较强,在实际进行挤压操作的过程中要遵循各项工艺加工原则,对各方面影响因素进行有效控制。在挤压之前还需要对模具进行加热处理,铝棒也要进行加热软化,然后进行挤压试样。确定试样产品的各项参数是否达到标准,质量合格后才能应用到实际产品加工中,如果试样产品质量不合理,则需要对模具进行重新设计,申报通过后进行针对性设计。最后产品挤压后对其进行表面处理,处理之后进行全面细致检验,在下一环节生产操作过程中需要重视质量控制工作,避免对质量产生影响。

二、铝合金切削工艺技术应用

铝合金材料在高速切削过程中能够将机械能转变为热能,提高工件温度。并且,摩擦生热能够使铝合金材料和切削刀具接触点附近的温度升高,接近或达到熔点,这时,接触点会发生熔化和软化现象。另外,还有一些铝合金中添加了高熔点硬化相,硬化相的元素主要包括石墨、碳、硼等耐火元素及硼化物、氧化物、碳化物、氮化物等化合物。这些化合物和元素的熔点较高,能够稳定存在于铝合金中,并且不会在切削过程中出现熔化和软化现象。这种熔点较高的铝合金在切削作用下由于其特殊的变形特征会出现空位,并且随着变形的加剧,空位会不断聚集和传播。这两种不同的铝合金在切削过程中存在着容易断裂、切料不连续、不缠刀具、切屑细小等优点,能够有效减少铝合金机械加工过程中的停工时间,提高铝合金机械加工切削效率。

三、铝合金机械加工中挤压和切削控制问题

1、加工精度要求高

铝合金材料的性能优势比较高,在各领域生产加工中都有所应用。铝合金材料在加工过程中,各零件的加工精度要求比较高,想要对产品加工质量进行有效控制,在进行挤压和切削的过程中,需要对加工期间使用的设备和夹具等进行有效控制。不同零件的尺寸要求存在着较大的差异,要根据零件加工的实际需要针对性的选择加工设备。比如,由于铝合金材料加工时对切削精度要求比较高,所以设计出了多种切削加工刀具,在设计刀具的过程中,要结合铝合金材料的硬度来选择刀具材料,只有保证刀具的切削性和机械性能,才能更好的应用到机械加工中。一般铝合金产品在加工的过程中都会选择硬度比较大的铝合金材料,在进行精密加工的过程中为了满足加工需要会选择金刚石切削刀。而刀具的尺寸和结构于加工机床的实际情况有着密切关系,要在保障切削稳定性的同时,保证刀具尺寸和结构的合理性。

2、孔内质量控制

铝合金经常使用在机械领域和汽车领域,在加工过程中,Ra0.1内控经常用于要求密封比较严格的场所或活塞运动之中,然而大批量生产的Ra0.1以内的孔内表面光洁度难以实现。这是因为,铝合金加工主要通过改变铝合金的弹性和塑性来实现的,为了避免撕扯其他零件,必须使用刀刃比较锋利的刀具,并缩短铝合塑性边型的时间,以减少对后续加工的影响。另外,铝合金持续性挤压切削加工需要充分考虑切削刀具的耐磨性,使用材质较好的切削刀具,并保持刀具长时间的锋利状态。另外,铝合金的韧性和延展性较好,加工切削不容易出现断屑现行,能够有效解决铝合金断削问题,同时要避免刀具对铝合金孔内表面的划伤。例如,铝合金切削可以使用聚精金刚石,确保锋利的刀具刃口,如果刀具刃口磨损对导致铝合金产品表面质量较差。

3、毛刺问题控制

毛刺问题在铝合金机械加工中比较常见,在零件螺纹孔口部位毛刺现象比较多,而螺纹连接是机械连接比较普遍的一种连接方式。有些产品对螺纹孔毛刺、清洁度有着较高要求,要想对产品加工质量进行有效控制,避免在挤压、切削的过程中出现毛刺问题,则就需要对刀具、夹具等设备进行合理选择,将用于孔口直径加工和螺纹加工的刀具进行改进和优化,保证螺纹加工质量,避免毛刺的产生。

参考文献:

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[2]胡巧弟.铝合金机械加工中挤压和切削控制问题分析[J].电子乐园,2019(1):175.

[3]刘文静.高强变形铝合金机械冷加工切削工艺参数优化研究[J].世界有色金属,2016(8):183-184.