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深度好文,鋁合金材料的機(jī)械加工工藝分析

發(fā)布時(shí)間:2021-07-08點(diǎn)擊:1888

摘要:科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,我國(guó)金屬行業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展,由于鋁合金的密度較大,具有較高的強(qiáng)度,還具備良好的塑性和電導(dǎo)熱抗蝕,在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛利用鋁合金材料。文章分析了鋁合金材料機(jī)械加工工藝,提升鋁合金材料質(zhì)量,在各行各業(yè)廣泛利用鋁制品,保障整體經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:鋁合金材料;機(jī)械加工工藝;工藝分析

近些年我國(guó)機(jī)械加工生產(chǎn)匯總不斷增加了鋁合金零部件的加工量,鋁合金零部件也變得更加復(fù)雜,對(duì)于零部件尺寸和粗糙度等方面提出較高的要求。在鋁合金材料加工過(guò)程中,變形問(wèn)題會(huì)影響到鋁合金材料加工進(jìn)度和表面粗糙度。為了提高鋁合金零件的合格率,需要進(jìn)一步優(yōu)化鋁合金材料機(jī)械加工工藝,明確鋁合金材料加工特點(diǎn),提升鋁合金零部件的精度,促進(jìn)我國(guó)鋁合金加工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1. 概述鋁合金材料加工工藝的影響因素

1.1鋁合金材料的性能

當(dāng)前在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中都開(kāi)始廣泛利用鋁合金材料,整體應(yīng)用范圍十分廣泛,因?yàn)殇X合金材料和其他金屬的性能具有較大的差異性,鋁合金材料焊接性能有待提升,完成焊接工作之后,會(huì)在焊縫中留下不同類型=焊接缺陷,例如發(fā)生嚴(yán)重的氣孔和裂紋問(wèn)題。在使用鋁合金材料的過(guò)程中,具有較高的收縮性,在焊接工作中,因?yàn)殇X合金材料很容易產(chǎn)生裂紋,將會(huì)引發(fā)焊接變形問(wèn)題。因此在實(shí)踐工作中,工作人員需要采取針對(duì)性的措施控制焊接缺陷,***利用鋁合金材料。因?yàn)殇X合金材料具有良好的塑性,同時(shí)具有較高的強(qiáng)度和較低的密度,在使用鋁合金材料的過(guò)程中,需要根據(jù)材料性能采取新的方式,使鋁合金材料使用率不斷提高。

1.2 切削加工中殘余應(yīng)力

1)應(yīng)力的綜合作用:在加工零件的過(guò)程中,切削會(huì)改變應(yīng)力平衡性,導(dǎo)致內(nèi)部組織狀態(tài)受到影響。在加工鋁合金的過(guò)程中,需要利用刀具切削,沿著切削方向鋁合金材料會(huì)產(chǎn)生變形問(wèn)題,同時(shí)也會(huì)牽制相鄰里層,在鋁合金材料表面產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力,在里層會(huì)產(chǎn)能參與壓應(yīng)力,在綜合作用的影響下,鋁合金零件因此出現(xiàn)變形問(wèn)題。

2)殘余拉應(yīng)力:在切削工作中,因?yàn)槟Σ磷枇Φ挠绊懀l(fā)塑性變形問(wèn)題,在鋁合金表面產(chǎn)生較多的熱量,導(dǎo)致材料因此膨脹,如果里層溫度比較低,表層發(fā)生膨脹問(wèn)題之后,會(huì)阻擋里層材料,導(dǎo)致表層金屬產(chǎn)生熱應(yīng)力。如果熱應(yīng)力超過(guò)了鋁合金材料屈服極限,將會(huì)引發(fā)壓縮塑性變形問(wèn)題。完成切削工作之后,將會(huì)不斷降低鋁合金零部件表面溫度,導(dǎo)致體積不斷變小,引發(fā)表面金屬拉應(yīng)力,在里層中會(huì)殘留一些拉應(yīng)力,導(dǎo)致零件出現(xiàn)變形變形問(wèn)題。

3)分析切削加工中的切削熱:在刀具的作用下,被切削的金屬會(huì)產(chǎn)生彈性,還會(huì)發(fā)生塑性變形,這是切削熱的主要來(lái)源。切屑和前刀面之間的摩擦?xí)a(chǎn)生耗功,工件和后刀面之間也會(huì)發(fā)生耗功,因此產(chǎn)生熱量。切削溫度的主要影響因素包括:①切削用量:切削速度會(huì)影響到切削溫度,不斷提高切削速度,也會(huì)素質(zhì)提升切削的溫度。吃刀量發(fā)生變化,也會(huì)改變散熱面積和產(chǎn)生的熱量,因此吃刀量會(huì)影響到切削溫度。②刀具幾何角度:前角不斷增大會(huì)隨之降低切削溫度。因?yàn)樵龃笄敖?,?huì)降低單位切削力,從而減小了切削熱。前角在 25毅~30毅范圍內(nèi),不糊影響到切削溫度,因?yàn)闇p小了楔角,從而降低了散熱體積。減少了主偏角,會(huì)因此增加切削寬度,減小了切削之后,會(huì)降低切削溫度。刀尖圓弧半徑處于 0~0.5mm 范圍內(nèi),不會(huì)影響到切削溫度。增大了刀劍弧度半徑之后,會(huì)增大塑性變形,同時(shí)改善了刀具散熱條件,增加了傳出的熱量,保持二者的平衡性,避免影響到切削溫度。③刀具磨損:如果刀具磨損值達(dá)到特定數(shù)值,將會(huì)影響到切削溫度,不斷提高切削速度,也會(huì)因此產(chǎn)生較大的影響。

2.鋁合金材料機(jī)械加工工藝

2.1鋁合金材料粗加工

鋁合金材料加工過(guò)程中,工作人員需要合理選擇加工基準(zhǔn),保障加工基準(zhǔn)符合設(shè)計(jì)基準(zhǔn),在實(shí)際工作中需要提高鋁合金材料的穩(wěn)定性和可靠性。因?yàn)楹茈y精準(zhǔn)的控制鋁合金零件加工尺寸進(jìn)度和粗糙度,在機(jī)械加工過(guò)程中,工作人員需要加工處理復(fù)雜的材料。在粗加工階段需要選用合理方法,保障鋁合金材料的性能,不僅要***利用鋁合金材料,還要保障加工尺寸的精度。針對(duì)特殊形狀,工作人員可以利用控制機(jī)床粗加工材料,利用冷卻液冷卻處理工件,保障加工進(jìn)度。在粗加工階段,需要適當(dāng)?shù)脑黾映缘读?,同時(shí)需要減少進(jìn)給量,對(duì)于傳熱情況給予改善。

2.2 鋁合金材料精加工

加工處理鋁合金材料的過(guò)程中,工作人員要選擇合適的設(shè)備精加工鋁合金材料,在加工鋁合金材料的過(guò)程中滿足尺寸標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)需要滿足表面粗糙度的要求。在鋁合金材料精加工階段,如果鋁合金材料已經(jīng)經(jīng)過(guò)粗加工,可以減少精加工的工作量,選用高精度的加工工件,使鋁合金零件的精度因此提高。在加工鋁合金材料的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的切削熱,因?yàn)殇X合金材料具有較低的熔點(diǎn),在高溫狀態(tài)中鋁合金材料很容易變形,工作人員需要利用切削也精加工鋁合金材料,降低加工過(guò)程中的溫度,避免鋁合金零件發(fā)生變形問(wèn)題,同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生切削誤差。

2.3 利用熱處理和冷處理

在鋁合金材料加工過(guò)程中利用熱處理方法,需要利用人工時(shí)效和再結(jié)晶退火等方法。如果零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,首先進(jìn)行粗加工,再利用熱處理方法,***后實(shí)施精加工。如果零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,首先實(shí)施粗加工,利用熱處理之后實(shí)施半精加工,隨后利用熱處理,***后實(shí)施精加工。

在鋁合金材料加工過(guò)程中,要分析鋁合金材料性能,利用針對(duì)性的加工工藝,避免加工過(guò)程中出現(xiàn)失誤。工作人員可利用人工時(shí)效再結(jié)晶退火方式。若干鋁合金材料具有較高的加工進(jìn)度,實(shí)施精加工后實(shí)施熱處理,避免在日后使用零部件的過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題。利用冷處理方式,主要是利用低溫處理方式,改善鋁合金材料機(jī)體的組織結(jié)構(gòu),提高組織尺寸的穩(wěn)定性。在實(shí)際加工工作中,可以結(jié)合冷處理和熱處理再結(jié)晶退火方式,利用高低溫沖擊作用,提高鋁合金材料尺寸的精確性。

2.4 合理選擇鋁合金材料機(jī)械加工刀具

鋁合金材料的熔點(diǎn)比較低,因此鋁合金材料具有較高的導(dǎo)熱系數(shù),在切削過(guò)程中會(huì)傳導(dǎo)較多的熱量。在切削階段,鋁合金零件會(huì)快速提高自身溫度,因此工作人員需要合理選擇刀具,適當(dāng)?shù)奶岣叩降毒弑砻娲植诙?,因此降低切削力。在加工鋁合金材料的過(guò)程中不能利用氧化鋁基陶瓷刀具,因?yàn)槭褂眠@種刀具,鋁合金材料會(huì)因?yàn)檠趸裳趸X,和刀具材料一致。因此產(chǎn)生相吸問(wèn)題,增加了切削過(guò)程的摩擦力,增加了刀具磨損情況??傊庸やX合金材料的過(guò)程中,工作人員要合理選擇刀具,精確性的加工鋁合金材料。

3.鋁合金材料加工安全技術(shù)

3.1軋制加工技術(shù)

軋制加工技術(shù)屬于一種粗加工技術(shù),適合在生產(chǎn)大批量鋁合金材料的過(guò)程中應(yīng)用,此外也適合在簡(jiǎn)單型材中利用,因?yàn)檫@種型材對(duì)于鋁合金表面平滑度的要求比較低。軋制加工技術(shù)主要是利用旋轉(zhuǎn)軋輥和鋁合金軋件摩擦力,向軋輥建輸送鋁合金材料,利用軋輥高壓力作用,壓縮變形鋁合金材料軋件,保障鋁合金材料符合市場(chǎng)需求。

3.2擠壓加工技術(shù)

擠壓加工技術(shù)屬于精加工技術(shù),當(dāng)前生產(chǎn)企業(yè)主要是利用鋁合金塑形方法。根據(jù)運(yùn)行機(jī)理,劃分?jǐn)D壓加工技術(shù)為正擠壓和反擠壓以及正反聯(lián)合擠壓。在擠壓加工過(guò)程中,在擠壓筒中放入鋁合金錠,加熱機(jī)器達(dá)到恒溫狀態(tài)之后,利用擠壓周到壓力,可以在側(cè)段模孔中流出鋁合金,塑性處理鋁合金錠,因此形成鋁合金制品。因?yàn)椴牧掀贩N和規(guī)格等方面的不同,導(dǎo)致鋁合金材料制作細(xì)節(jié)也存在一定的差異性。

3.3鍛壓加工技術(shù)

鋁合金鍛壓加工技術(shù)具有先進(jìn)性,主要被劃分為自由鍛壓和胎膜鍛壓以及模型鍛壓。當(dāng)前我國(guó)鋁合金生產(chǎn)企業(yè)廣泛利用鍛壓加工技術(shù),利用靜態(tài)壓力和輔助沖擊力,導(dǎo)致鋁合金材料發(fā)生分子流動(dòng),因此獲取鋁合金制品,滿足尺寸和形狀的要求。

4.結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械化發(fā)展過(guò)程中,也不斷增加了零部件加工量,同時(shí)提高了尺寸精度和粗糙度要求。在鋁合金材料機(jī)械加工階段,工作人員需要綜合各方面因素,保障鋁合金制品符合工作標(biāo)準(zhǔn),在我國(guó)更多的領(lǐng)域推廣利鋁合金材料,保障整體經(jīng)濟(jì)效益。

來(lái)源:中國(guó)知網(wǎng)    作者:劉文平

 

 


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