哈爾濱中天數控工具有限責任公司
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鋁合金加工用刀具的使用研究一于捷1，于雙（ 1.長春大學機械工程學院，吉林長春130022 2.長春市財政學校，吉林長春130052）上刀具的國產化以降低生產成本，成為當前國內整個機械加工領域亟待解決的問題。） ，女，山東省即墨縣人，長春大學機械工程學院助教，博士生，主要從事數控機床可信性及其增長性研究。
0引言對鋁合金壓鑄件的切削性能有重大影響的，甚至在特殊情況下起決定作用的，是硅晶粒的含量、大小、形狀和分布情況。硅的特性在切削加工中隨著其組織成份的不同而表現(xiàn)不同。工件材料中的硅，對刀具刀片起磨損作用，由于硅滲入金屬鋁基而提高了工件材料的強度，工件材料中的硅還起到了斷屑作用，隨著硅含量的增加，在同樣的切削速度下刀具的耐用度曲線呈陡立形，壽命較短。
另外，鋁合金硬度低熔點低，切削時易形成積屑瘤，造成被加工工件尺寸精度差，表面粗糙。
所以，在切削鋁合金時，為得到理想的加工精度，必須選擇合適的刀具。
1拋物線槽形鉆頭的特點及在鋅、鋁合金深小孔加工中的應用拋物線槽形鉆頭是德國GUHRING公司于1964年首先開發(fā)的，因而也稱為GT鉆，并已形成系列產品，它很快在汽車工業(yè)中推廣使用，到1980年前后，其他國家也相繼生產類似鉆頭。
深小孔加工歷來都是一個令人頭痛的問題。利用普通的麻花鉆鉆深小孔時主要存在以下的問題：（ 1）切屑排出和刃部冷卻困難，刀尖溫度高，鉆深孔時要多次退刀，效率低（ 2）鉆芯厚度小，剛性差，容易振動（ 3）橫刃處有大的負前角，切削作用差，橫刃長，軸向力大。
普通麻花鉆頭存在的以上問題使其在組合機及自動線加工過程中，經常出現(xiàn)打刀和孔鉆偏現(xiàn)象。
而將普通麻花鉆頭的螺旋排屑槽改為拋物線形排屑槽所形成的拋物線鉆頭則具有以下的結構特點：（ 1）改變了鉆頭槽形，鉆背寬度大幅度減小，鉆背與容屑槽底相聯(lián)處夾角大于90b，近于圓滑相聯(lián)接，從而使容屑槽有效容屑空間增大，切削時便于切屑排出，冷卻液易于進入。
?。?2）鉆頭厚度由普通的011d 0125d增大至013d 016d，剛性好。心厚向尾部無增量，便于深孔排屑。
?。?3）鉆頭螺旋角加大到35b 40b.鉆頭的螺旋角相當于刀具前角，增大螺旋角就相當于增大刀具前角，這樣可以大大降低切削阻力，提高排屑能力。
尤其對于鋅、鋁合金效果更明顯。
?。?4）增大鉆芯頂角，標準麻花鉆的頂角為b 120b，拋物線鉆頭的頂角為130b，頂角增大，前角增大，加大切削用量而減小切削寬度，扭矩降低。
?。?5）鉆尖修磨至01075d，采用/十字刃磨法0，使軸向力減小20 30.
從圖1可以看出，拋物線鉆頭的容屑空間大，排屑性能好，而且鉆芯強度比相同規(guī)格的標準鉆頭長春大學學報好，特別適用于小孔加工。
我國上海工具廠、江西量刃具廠等單位近年來研制和生產了這種鉆頭，我們做了一些工藝試驗，試驗證明此種鉆頭很有推廣價值。
2拋物線鉆頭加工鋅合金深小孔的試驗研究化油器廠生產卡車用07化油器上、中體上有許多較深的小孔，為了解決用標準麻花鉆頭加工時頻繁出現(xiàn)的打刀和鉆孔偏等問題，用拋物線鉆頭做了如下工藝試驗：（ 1）拋物線鉆頭的排屑性能。
?。?2）拋物線鉆頭加工小孔時的直線性。
（ 3）拋物線鉆頭加工鋅合金時，合理切削用量的選擇。
（ 4）拋物線鉆頭加工鋅合金時，其冷卻液的選擇。
下面表1是2鋅合金的機械性能。
鋅合金的機械性能抗拉強度NPmm伸長率D硬度HB為了研究拋物線鉆頭的排屑性能，首先在立式加工中心上，在相同的切削條件下做拋物線鉆頭和標準麻花鉆頭的排屑性能試驗。
工藝試驗條件如表2所示：刀具工件材料切削速度進給量冷卻液線鉆頭及標準麻花鉆頭鋅合金高效冷卻液切削時發(fā)現(xiàn)，用標準麻花鉆頭切削時，切屑為螺旋狀，如圖2所示，而且切屑大多纏繞在鉆頭上使之很難排出，打刀現(xiàn)象嚴重。而用拋物線鉆頭切削時，切屑大多呈/ C0狀，排屑流暢。圖3為拋物線鉆頭加工時的切屑形狀。
試驗說明拋物線鉆頭的排屑性及斷屑性都很好。
3合理切削用量的選擇正確選擇切削用量，對提高切削效率保證必要的刀具耐用度具有重要意義。
做刀具壽命試驗時，選擇了一批80mm，高鋅合金圓柱體，在立式加工中心上用min、6000rPmin轉速下做切削試驗。試驗發(fā)現(xiàn)，開始切削時，切屑皆為/ C0形屑，切削一段時間以后，切屑變成連續(xù)螺旋切屑而且甩得很厲害，此時認為刀具已磨損。圖4是切削壽命試驗曲線。
從切削壽命試驗曲線可看出，用拋物線鉆頭加工鋅合金時切削速度在40mPmin時比較合適。超過50mPmin時，刀具壽命比較低。另外，把磨損的刀具卸下后，用放大鏡觀察發(fā)現(xiàn)鉆頭的切削刃已磨損成鋸齒狀。
于捷等：鋁合金加工用刀具的使用研究（一）1美2 A.帕普力斯。概率。隨機變量與隨機過程1美2 J. S.貝達特。相關分析和譜分析的工程應用黃長藝。機械工程測試技術基礎[ M] .北京：機械另外，通過切削試驗發(fā)現(xiàn)，用拋物線鉆頭加工孔時，其自定心性好，加工孔的直線性比標準麻花鉆頭加工的孔好得多。
4結論通過前面的論述，我們可看出引進設備刀具的國產化工作在我國已有一定的可能性。
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來源：中國刀具網
