唐聯(lián)耀　李小慶

摘要：鎂合金因其固有的物理特性而廣泛使用。目前鎂合金產(chǎn)品對(duì)質(zhì)量的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法很難達(dá)到要求。本文采用超聲振動(dòng)鉆削鎂合金材料，研究進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速、振幅對(duì)孔的表面粗糙度的影響，得出超聲振動(dòng)鉆削鎂合金較為合理的切削參數(shù)，對(duì)研究鎂合金的孔加工具有非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：超聲振動(dòng)鉆削;鎂合金;切削參數(shù)

1. 前言

鎂合金具有比強(qiáng)度高，比剛度高密度小、重量輕、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、切削性能好、減震、吸震性能好，電磁遮蔽性好、可回收性高，較高的尺寸穩(wěn)定性等特點(diǎn)[1]。由于鎂元素極為活潑，鎂合金的熔點(diǎn)很低（651℃），普通切削產(chǎn)生的溫度高達(dá) 500 ～ 600℃，高溫的碎屑和粉塵與冷卻液中的油劑混合，很容易引起燃燒。另外，加工中極易產(chǎn)生電化腐蝕，鎂合金的線膨脹系數(shù)比鋼和鑄鐵大，切削熱、溫差等因素都會(huì)直接影響鎂合金零件的精度。因此，鎂合金的加工技術(shù)還不成熟和完善，機(jī)械加工難度較大[2]。本文采用超聲振動(dòng)鉆削AZ31B鎂合金，研究進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速、振幅對(duì)孔的表面粗糙度的影響，得出超聲振動(dòng)鉆削鎂合金較為合理的切削參數(shù)。

2. 實(shí)驗(yàn)安排

本項(xiàng)目試件材料為AZ31B鎂合金，試件25X 300X100 mm，實(shí)驗(yàn)設(shè)備為高速精密超聲波打孔機(jī)、刀具為硬質(zhì)合金麻花鉆，檢測(cè)設(shè)備為德國(guó)Mahr公司生產(chǎn)的，型號(hào)為MarSurf M300的表面粗糙度測(cè)量?jī)x。采用單因素試驗(yàn)方案研究振幅、轉(zhuǎn)速、每齒進(jìn)給量對(duì)孔粗糙度的影響?？椎纳疃葹?5mm，因素水平見(jiàn)表1。

3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，采用單因素實(shí)驗(yàn)方法，共計(jì)鉆孔12次，分別用表面粗糙度儀測(cè)量得到12組數(shù)據(jù)如表2。表面粗糙度值得單位是um。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表2，可以分析得出本實(shí)驗(yàn)在轉(zhuǎn)速1800r/min，振幅14um時(shí)研究進(jìn)給量對(duì)表面粗糙度的影響，結(jié)果趨勢(shì)圖如圖1所示，結(jié)果表明隨著進(jìn)給量對(duì)增大，表面粗糙度值越大，當(dāng)進(jìn)給量達(dá)到0.2mm/r時(shí)，表面粗糙度值達(dá)到3.9um;在轉(zhuǎn)速1800r/min，進(jìn)給量0.10mm/r時(shí)研究振幅對(duì)表面粗糙度的影響，結(jié)果趨勢(shì)圖如圖2所示，結(jié)果表明隨著振幅的增大，表面粗糙度值越大，當(dāng)振幅為18um時(shí)，表面粗糙度值達(dá)到3.6um。

在振幅14um，進(jìn)給量0.10mm/r時(shí)研究轉(zhuǎn)速對(duì)表面粗糙度的影響，結(jié)果趨勢(shì)圖如圖3所示，隨著轉(zhuǎn)速的增大表面粗糙度值越來(lái)越小，表面質(zhì)量越來(lái)越好，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到3500r/min時(shí)，表面粗糙度值僅有1.8um，這主要是因?yàn)殡S著轉(zhuǎn)速的提高，進(jìn)入到高速切削加工范疇，速度較高的情況下，隨著速度繼續(xù)增大，切削溫度會(huì)變得很高，使得切削層金屬處于微熔狀態(tài)，摩察角變小，切屑慣性力增大;切削變形減小，剪切角增大，剪切力明顯減小。但剪切力減小的程度大于切屑慣性力的增大程度，因此，總的切削力是減小的，從而表面質(zhì)量變好。

4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)對(duì)AZ31B鎂合金鉆削實(shí)驗(yàn)研究分析，AZ31B鎂合金鉆削加工時(shí)，表面質(zhì)量隨著切削速度增大而變好，隨著進(jìn)給量增大而變差，隨著振幅增大而變差。因而在鉆削鎂合金AZ31B時(shí)，應(yīng)該選擇合理的切削參數(shù)，以確?？椎募庸べ|(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁文江.鎂合金科學(xué)與技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2007：365-371.

[2] 劉胤. AZ91 D鎂合金加工工藝的應(yīng)用研究[J].工具技術(shù)，2012（46）：38-44