铝合金精密零件加工

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1、 铝合金精密零件加工-CNC 孔加工技术CNC 切削是使切削加工更加合理化的加工方式，也是铝合金精密加工的一个常见工序， 采用具有多方向切削功能的立铣刀、螺旋切削插补及等高切入插补等方式，它选用尽少的 刀具对少量孔进行加工。近年来，深圳凯福精密制造有限公司在生产中采用高速铣削方式 进行孔加工 ，为此类铝合金精密零件加工的应用实例。总结了高速铣削具有下述特点：一 球头立铣刀配合螺旋插补法，可进行锥度孔的连续加工;二 利用球头立铣刀和螺旋插补的钻头，可进行镗削和倒棱加工;三 立铣刀配合等高切入插补，可对孔进行半精加工和精密零件加工。四 加工螺纹用的立铣刀配合螺旋插补法，可进行各种螺纹孔加工;如果对

2、任意尺寸的高精度孔进行高效率铝合金精密零件加工，可以利用工具插补功能。尤 其在采用高速铣削时，各刀齿所承受的负荷相对较轻，因而用同一把涂层硬质合金立铣刀， 可对多种被加工材料进行高速高精度孔加工。今后，这种加工方式可望进一步用于干式切 削领域。高速高精度孔加工除采用 CNC 切削方式对孔进行铝合金精密零件加工外，还可采用镗削和铰削等方式 对孔进行高精度加工。随着加工中心主轴的高速化，已可采用镗削工具对孔进行高速精密 加工。据报道，目前在铝合金材料上进行 40mm 左右的镗削加工时，切削速度已可提高 到 1500m/min 以上。在用 CBN 烧结体作切削刃加工钢材、铸铁及高硬度钢时，也可采用

3、这样的切削速度。预计，今后镗削加工的高速化将会迅速普及推广。为了实现镗削加工的高速化和高精度化，必须注意刀齿振动对加工表面粗糙度和工具 寿命的影响。为了防止加工精度和工具寿命下降，所选用的加工中心必须配备动平衡性能 优异的主轴，所选镗削刀具也必须具有很高的动平衡特性。尤其是镗削工具的刀齿部分， 应选择适用于高速切削的几何形状、刀具材料及装卡方式。切削刃端部的 R 应较大，以利 于提高加工效率;在保证获得同等加工表面粗糙度的前提下，应加大进给量。但加大进给量 应适可而止，否则将增大切削阻力，不利于提高加工效率。切削刃带应设置 0.1mm 以下的 负倒棱，这样可有效保持刀具寿命的稳定。至于刀具材料

4、，则视被加工材料性质而有所不同。如加工 40HRC 以下的钢等材料时， 可选用金属陶瓷刀具，这种刀具在 v=300m/min 以上的高速切削条件下，可获得良好的加 工表面粗糙度与较长的刀具寿命。涂层硬质合金刀具则适用于对 60HRC 以下的钢材等进 行高速切削，刀具寿命非常稳定，但切削速度稍低于金属陶瓷刀具。CBN 烧结体刀具适用于加工高硬度钢、铸铁等材料，切削速度可达 1000m/min 以上， 而且刀具寿命非常稳定。CBN 刀齿的刃带部分应进行适当的倒棱处理，这种处理对进行稳 定的高速切削和延长刀具寿命极为有利。在对铝合金等有色金属及非金属材料进行超高速 切削时，可选用金刚石烧结体刀具，这

5、种刀具切削稳定，刀具寿命也很长。应注意的是， 使用金刚石刀具时，刀齿刃带必须进行倒棱处理，这是保证切削稳定的重要条件。在铰削加工方面，目前尚未见到高速、高精度的新型刀具问世，该领域的研究开发工作似乎处于停滞不前的状态。高速铰刀迄今仍被某些特定的用户用来进行高速高精度孔加 工。这种铰刀带有负前角，刚性高，断屑效果好，在高速切削条件下，可进行稳定的精密 孔加工。该铰刀的特点是，采用较大的负前角和奇数刀齿，其高速切削的速度是过去的铰 刀无法达到的，因此，可以说此种设计对铰刀的传统概念进行了大胆的突破，是一种高效 率的铰削刀具。高速螺纹切削刀具随着 CNC 切削的发展，目前已开发出一些相应的复合型刀具

6、产品，如将钻削和螺纹 切削融为一体的新型螺纹加工刀具，钻孔和螺纹切削在一个行程内完成。这种复合型刀具 使螺纹孔加工更加合理，加工效率也大为提高。螺纹切削用的新型立铣刀采用了螺旋切削插补方式，该立铣刀可加工 M3 以上的螺纹 孔，排屑性能良好，可获得稳定的高精度加工效果。一般的丝锥也正在朝着高速切削和加 工高硬度钢的方向发展，攻丝刀具的应用范围正在不断扩大。 深圳凯福精密制造有限公司在这方面积累的丰富的行业经验，凯福工程师总结的丝锥实现 高速切削的基本条件如下：。1 丝锥的夹持应选用刚性良好的夹具，如选用弹簧夹具、热装式夹具等。2 加工中心等机床在切削回转过程中，应具有很高的同步精度。3 应重视

7、刀齿的切削功能，例如，选择刀齿设计有后角的丝锥，切削效果比较理想;对于高速攻丝作业，如能满足攻丝刀具、工具轨迹及切削条件、夹具及所用加工中心 的功能，即可实现稳定的高精度高效率螺纹切削加工。今后所要求的微细孔加工技术随着 IT 相关产业的发展，近年来，光学和电子工业所用装置的零部件产品的需求急速 增长，这种增长刺激了微细形状及高精度加工技术的迅速发展。其中，微细孔加工技术的 开发应用尤其引人注目。微细孔加工早已在印刷电路板等加工中加以应用，包括钢材在内 的多种被加工材料，均可用钻头进行小直径加工。三菱综合材料公司开发出一种金刚石涂层硬质合金钻头，直径为 0.23.0mm。这种 钻头在加工铝合金

8、时，转速可高达 32000r/min，进给量为 0.09mm/r，进给速度为 3008mm/min，在此条件下，刀具寿命为加工 30 万个孔。在加工高硬度工件的钻头品种中，MMC 神钢工具公司开发的钻头表现极佳。用该公 司的 0.4mm 钻头加工 SKD11 材料(60HRC)时，可在转速 6000r/min、进给速度 30mm/min 条件下，进行长时间稳定的切削加工。三菱综合材料公司最近推出一种带供油孔的小直径 钻头(2mm)，在切削速度 60m/min、进给量 0.02mm/r 的条件下，加工 SUS630 材料(长径 比为 L/D=6)的深孔，其刀具寿命为加工 600 个孔以上。目前，

9、小直径孔加工中，利用钻头切削的直径最小可至 50m 左右。小于 50m 的 孔则多采用电加工来完成。为了抑制毛刺的产生，许多研究者提出可采用超声波振动切削 的方式。目前，正在探索一种应用范围广而且工艺合理的超声波振动切削模式，其中包括研究机床的适应特性等内容。随着这些问题的顺利解决，今后可望更好地实现直径更小、 L/D 值更大的微小深孔加工，钻削的速度会更快，加工精度会更高。随着高速铣削的出现，以铣削刀具为中心的切削加工正在进入高速高精度化的加工时期。 目前，孔加工的高速化明显滞后于其他切削加工。零件的快捷生产是制造业赖以生存的重 要条件，因而孔加工技术不能成为机械加工的瓶颈工艺，它必须沿着切削高速化的方向快 速跟进，尽快步入高速高精度化的加工行列。深圳凯福公司将紧跟时代步伐，奋勇前进。