镁合金材料对加工性能的影响
2019-12-06 14:33 浏览:次
由于镁合金导热性好、切削力小,故在加工过程中的散热速度很快,因而刀具寿命长,粘刀量少,从而可以降低刀具费用,缩短更换刀具所需的停机时间。因为镁合金易切削,其断屑性能十分良好,一般清况下只需经过一次精加工便可达到所要求的最终表面粗糙度。
1.2 镁合金材料对加工性能的影响
1.2.1 对切屑形成的影响
在机械加工过程中所形成的切屑类型,与材料成分、零件形状、合金状态及进给速度等因素相关。当采用单刃刀具进行镁合金的车、膛、刨、铣时,所产生的切屑可以分为3大类:a.在大进给量下形成粗大和断屑良好的切屑:b.在中等进给量下形成长度短和断屑良好的切屑;c.在小进给量下形成长而卷曲的切屑。
1.2.2 对扭曲变形的影响
由于镁的比热高、导热性良好,摩擦产生的热量会迅速地扩散到零件的各个部分,因此对镁合金进行切削加工时并不会产生较高的温度。但是,在高切削速度和大进给量的情况下,零件所产生的热量也是相当高的,很可能因为温度过高而发生扭曲变形。
1.2.3 对热膨胀的影响
如果对成品零件的尺寸公差要求比较严格,则在设计中必须考虑到镁的热膨胀系数这一影响因素。如果在上述加工条件下产生了相当多的热量,则很可能会影响到零件的加工精度。镁的热膨胀系数略高于铝,明显高于钢,在20200℃范围内为26.6-27.4μ m/m℃。
2.4 对冷变形的影响
在机械加工过程中,镁合金零件很少发生因为冷变形引起的扭曲变形或翘曲。但刀具太钝、进给速度太慢以及刀具在加工过程中有停顿等不利因素时,也可能造成扭曲变形或翘曲。
1.3 刀具对镁合金零件机械加工的影响
1.3.1 刀具材料的影响
加工镁合金的刀具材料的选择取决于所需完成的机加工作量。小批量加工时,一般使用寿命特别长的普通碳钢刀具;大批量加工时,通常优先选用镶嵌硬质合金的刀具;当加工批量大和公差要求很严时,可以使用成本较高的镶金刚石刀头来省去繁琐的复位补偿调整工作。
1.3.2 刀具设计
加工钢和铝的刀具通常也适合于镁合金的加工。但是,由于镁的切削力小,热容量也相当低,故其加工刀具应当具有较大的外后角、较大的走屑空隙、较少的刀刃数和较小的前角。另外,保证刀具的各个表面很平滑也是十分重要的。
1.3.3 刀具刃磨
对镁合金进行机械加工的一条重要原则是,应当使刀具保持尽可能高的锋利和光滑程度,必须没有划伤、毛刺和卷刃。如果刀具切削过其他金属,即使切削角没有改变,也应进行重新刃磨和晰磨。
刀具初磨可采用中等粒度的砂轮,然后使用精细粒度的砂轮进行刃磨,并在必要时再用细油石或超细油石进行手工珩磨。对于高速钢刀具,采用100目的氧化铝砂轮进行精磨即可获得满意的效果;对于刃磨镶嵌硬质合金的刀具,一般采用320目的碳化硅砂轮或200300目的金刚石砂轮。
1.2 镁合金材料对加工性能的影响
1.2.1 对切屑形成的影响
在机械加工过程中所形成的切屑类型,与材料成分、零件形状、合金状态及进给速度等因素相关。当采用单刃刀具进行镁合金的车、膛、刨、铣时,所产生的切屑可以分为3大类:a.在大进给量下形成粗大和断屑良好的切屑:b.在中等进给量下形成长度短和断屑良好的切屑;c.在小进给量下形成长而卷曲的切屑。
1.2.2 对扭曲变形的影响
由于镁的比热高、导热性良好,摩擦产生的热量会迅速地扩散到零件的各个部分,因此对镁合金进行切削加工时并不会产生较高的温度。但是,在高切削速度和大进给量的情况下,零件所产生的热量也是相当高的,很可能因为温度过高而发生扭曲变形。
1.2.3 对热膨胀的影响
如果对成品零件的尺寸公差要求比较严格,则在设计中必须考虑到镁的热膨胀系数这一影响因素。如果在上述加工条件下产生了相当多的热量,则很可能会影响到零件的加工精度。镁的热膨胀系数略高于铝,明显高于钢,在20200℃范围内为26.6-27.4μ m/m℃。
2.4 对冷变形的影响
在机械加工过程中,镁合金零件很少发生因为冷变形引起的扭曲变形或翘曲。但刀具太钝、进给速度太慢以及刀具在加工过程中有停顿等不利因素时,也可能造成扭曲变形或翘曲。
1.3 刀具对镁合金零件机械加工的影响
1.3.1 刀具材料的影响
加工镁合金的刀具材料的选择取决于所需完成的机加工作量。小批量加工时,一般使用寿命特别长的普通碳钢刀具;大批量加工时,通常优先选用镶嵌硬质合金的刀具;当加工批量大和公差要求很严时,可以使用成本较高的镶金刚石刀头来省去繁琐的复位补偿调整工作。
1.3.2 刀具设计
加工钢和铝的刀具通常也适合于镁合金的加工。但是,由于镁的切削力小,热容量也相当低,故其加工刀具应当具有较大的外后角、较大的走屑空隙、较少的刀刃数和较小的前角。另外,保证刀具的各个表面很平滑也是十分重要的。
1.3.3 刀具刃磨
对镁合金进行机械加工的一条重要原则是,应当使刀具保持尽可能高的锋利和光滑程度,必须没有划伤、毛刺和卷刃。如果刀具切削过其他金属,即使切削角没有改变,也应进行重新刃磨和晰磨。
刀具初磨可采用中等粒度的砂轮,然后使用精细粒度的砂轮进行刃磨,并在必要时再用细油石或超细油石进行手工珩磨。对于高速钢刀具,采用100目的氧化铝砂轮进行精磨即可获得满意的效果;对于刃磨镶嵌硬质合金的刀具,一般采用320目的碳化硅砂轮或200300目的金刚石砂轮。
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