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1、数控工艺技术超薄铝合金零件的高速铣削试验与应用TestandApplicationonHighSpeedMillingforSuper2ThinAluminiumParts西安飞机工业(集团)有限责任公司史靠军王小红马志清[摘要]以7075-T3000系列铝合金预拉伸板材削刃的前部产生高温和应力,温度和应力达到一定值为加工对象,对高速铣削加工技术在超薄结构件加工时便产生塑性变形。金属材料在第一剪切区(Primary中的工艺方法确定、切削参数选择以及刀具平衡等问shearzone)容易变形。当材料达到强度点时,切屑就会题进行了试验研究,成果已获得应用。从基体材料断开
2、而沿着第一剪切平面产生滑移,从刀关键词:铝合金超薄零件高速铣削刀具平刃的前面排出。第二剪切区产生在刀片的表面,当切衡屑沿着刀片的表面移动时,摩擦会使这个区域产生高[ABSTRACT]Inthispaper,theresearchonhigh温。当刀刃沿着材料切削时,由于材料的反弹,在它的speedmillingisintroducedforsuper2thinprestressed底部产生第三剪切区。高速切削速度越高,能量越大,aluminiumplateof7075-T3000series,including则生成的热量越多。高温有利于在第一剪切区的塑性dete
3、rminationofprocessrouting,choiceofmilling变形,有利于切屑的生成。由于塑性流动增大,高速切parametersandthebalanceofcutter.Theresearch削时的切削力必然会减小。achievementshavebeenappliedinproduction.研究表明,在高速铣削时,热量的生成分布为:Keywords:AlalloySuper2thinpartHighspeed80%的热量来源于生成切屑时的力学变形,18%的热millingCutterbalance量来源于第二剪切区切屑和刀具的接触面,2
4、%的热量来源于刀尖。热量扩散的方式是:75%的热量随切屑高速切削概念源于Salomon在1929年提出的假带走,5%的热量被工件吸收,20%的热量传递到刀具设:在高速区,当切削速度超过切削温度最高的“死谷”上。区域,继续提高切削速度会使切削温度明显下降,单位在高速切削中,对刀具定位、夹紧、平衡性、精度以〔1,2〕切削力也随之下降。在实际应用中加工铝合金板及加工冷却方式都有特殊要求。材时,通常把线速度大于1000m/min、进给速度大于2高速切削工艺方法的确定10m/min称为高速铣削。高速铣削是目前数控技术热门研究领域之一,国外有的高速机床转速已达45000r/2
5、.1刀具平衡min,广泛应用于超薄零件、模具加工等领域。高速切削时刀具应具有高的刚性和平衡性,可按采用高速铣削不但能使整体加工效率提高几倍乃下列公式计算刀具、刀套的平衡性。速度愈高,对平衡至几十倍,还能获得较高的加工精度和较好的表面完精度要求也愈高。平衡精度一般用等级表示,平衡精整性,节省制造资源,有效抑制切削振动的影响,改善度G为〔3〕表面粗糙度。nmrG=本文结合实际,采用国内刀具,总结归纳出了适合9594M于7075-T3000系列铝合金预拉伸板材的高速铣削参式中:n为刀具转速,r/min;m为刀具非平衡质量(即数,对超薄零件的高速铣削方法进行了初步探索,批
6、量偏心量),g;r为刀具半径,mm;M为刀具质量,g。加工出了腹板厚度为0.635mm的超薄零件。试验中,由上式可见,高速旋转时,为提高G的等级,应尽线速度基本达到1000m/min,但由于受国内刀具本身量降低非平衡质量m。对使用厂家来讲,采购时提出质量不过关等因素的影响,进给速度只达到5m/min。对非平衡质量的要求是非常重要的。2.2加工路线的确定1切削过程分析加工路线的确定原则是:首先要尽量保证刀具轨切削过程中,切屑是由于材料的变形而形成的。迹的切矢连续,避免加工方向的突然改变,因为进给方当切削刃进入被切削材料时,就会在材料的断面和切向的突然变化不仅会使切削
7、速率降低,而且会产生“爬航空制造技术31数控工艺技术行”现象,降低加工表面的质量,情况严重时还会出现式中:v为切削速度,f为进给速度,n为主轴转速,Ap过切、刀具断裂,甚至损坏主轴;其次,在复杂型面或拐为切削深度,D为铣刀直径,Z为齿数,Af为每齿进给角部分采用单独的“行切”法,比“之”字形加工法、直线量,Ae为切削宽度,T为刀具寿命,C为加权系数,a、q法或其他的一些加工方法更有利;第三,刀具要缓慢切为指数。入工件,避免刀具切出后又切入工件,要从一个切削层3.2切削参数选择缓慢地、长距离地进入另一个切削层;第四,一定要保切削参数的选择原则是:小切削,快进给,自动
8、化,证切削
