2.2.2铝合金车削工艺

一、铝合金加工特性

1、铝合金按生产工艺分类

1）变形铝合金

各种状态下的变形铝合金，其强度和硬度都不高，切削难度在于有较高的塑性，不易断屑，即难保证工件尺寸也容易被铁屑刮伤工件表面。切削时易形成积屑瘤，难以获得良好的表面质量。

2）铸造铝合金

铸造铝合金塑性低，大多数切削加工性好。由于铸造铝合金大多含有硅，其切削性能与硅的含量有关，硅含量越高，对刀具磨损就越严重，切削加工性也就越差。

2、积屑瘤控制

在转速一定、背吃刀量一定的情况下，影响积屑瘤大小的基本原因与工件的直径、加工体积有关，与切削线速度有关，更主要的是与切削温度有关，随着切削温度的增加，积屑瘤大小增加，而随着切削速度增加积屑瘤则由小变大再由大变小，即当增加到峰值后又随着切削速度的增加而降低。其峰值所对应的切削速度随材料的不同而不同。即当切削速度高于一定值时，积屑瘤将不易产生，这是由于当切削速度较高时切削热大部分都被切屑带走，同时由于速度加快，刀具前刀面与切屑底部滞留层之间的摩擦力比较小的缘故。而在低速时，由于背吃刀量一定且不大，单位时间内的金属切削体积少，所以发热量也少，因此，积屑瘤产生也相对小。

3、切削铝合金的刀具材料

从铝合金的切削加工性可知，无论是零件的精度还是表面粗糙度，均不能采用磨削的工艺手段。在加工中要保证工件的精度、表面粗糙度和加工效率，刀具都要求耐磨性好。

白钢刀又称为高速钢刀，是一种综合性能好、应用范围较广的刀具材料。白钢刀的材质较软。使用时的转速慢、切屑深、走刀慢。适合开粗、材质较软的零件，需冷却。对于变形铝合金加工白钢刀适合精加工，要求刀尖锋利。不适用铸造铝合金加工，因刀具易磨损。

合金刀材质较硬，种类较多，使用时的转速相对较高、切屑浅，进给速度快、材质较硬的零件。变形铝合金和铸造铝合金开粗时尽不用液体冷却，用气吹即可。精加工时可采用液体冷却。为达到较高的表面粗糙度，一般采用煤油进行冷却。

硅含量较高的铸造铝合金最好采用金刚石刀具，金刚石刀具耐磨性好适合高速车削，提高效率。

二、铝合金加工参数

中国机械企业以经济型数控车床为主，其机床性能达不到高速车削要求。在加工铝材料通常遇到以下几个问题。

1、容易产生积屑瘤。

解决方法：提高主轴转速适当提高被吃刀量或低转速小吃刀量加工。建议采用第一种，效率高。

2、铝屑缠绕刀具与已加工表面接触，刮伤工件表面。

解决方法：刀具刀片前角适当大一些，一般为35°至45°，主轴转速高，进给速度F大，有利于断屑。

YT硬质合金刀加工变形铝合金参数（机床最高转速r/min）

切削速度m/min、进给速度mm/min、被吃刀量3mm（例毛坯直径50mm，则编程中主轴r/min、进给速度mm/min。）由于机床刚性、刀具材料不同，其参数也会发生改变。

实例一：

1、工件要求

1）毛坯材料变形铝合金，外直径60mm、内直径40mm、台阶高度5mm。

2）工件无毛刺，不允许使用锉刀或砂纸打磨。

3）未注倒角C2。

2、零件分析

1）工件采用三抓卡盘一次性装夹加工完成。

2）根据图纸要求，使用3把车刀加工：93°合金车刀，合金切断刀（刀宽3mm），合金内孔刀，刀柄长45mm。

3、加工工艺

1）装夹毛坯;长度40.5mm，用外圆车刀使用G94指令车削端面。

2）换内孔刀使用G90指令加工内孔。

3）外圆车刀加工台阶面。

4）切断刀加工倒角与切断。

5）加工完毕，测量检查各部位尺寸。

注：加工中采用切断刀倒角主要是防止毛刺的产生。

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