高溫合金高速銑削刀具選擇
發(fā)布日期:2013-09-06 蘭生客服中心 瀏覽:4662
刀具結(jié)構(gòu)及材料的選擇在高溫合金的加工中十分重要。
刀片材料要求具有很高的抗氧化性、紅硬性、耐磨性;選擇純W-Go合金,如株洲鉆石切削刀具股份有限公司的YD101(YT類硬質(zhì)合金抗彎強(qiáng)度及導(dǎo)熱性較純W-Go合金差,同時(shí)為了避免硬質(zhì)合金材料中Ti與高溫合金材料中Ti相互擴(kuò)散),YBG102涂層厚度很薄,僅0.002~0.004mm,抗粘結(jié)能力強(qiáng),適合高溫合金材料的高效率加工。
另外,由切削實(shí)驗(yàn)可以看到,用同一種槽型的刀片加工鎳基高溫合金比加工45﹟鋼的切削力要大得多。同時(shí),我們還可以看到,加工鎳基高溫合金時(shí),采用不同的刀片槽型可以獲得不同的切削力。
DNEG150608-NF /YBG102
刀片槽型在整個(gè)切削過(guò)程中極為重要,涉及到斷屑、導(dǎo)屑、排屑的順暢,還涉及到有效克服加工硬化,盡可能減小切削阻力,以及有意識(shí)地控制各類磨損的擴(kuò)大,延長(zhǎng)刀具壽命,提高工件表面質(zhì)量,和提高切削速度等。因此,要求加工高溫合金的刀片槽型具有堅(jiān)固而鋒利的刀片刀尖、光滑的前刀面,在精加工產(chǎn)品中還須有合理的刃傾角;還需選擇合理的機(jī)體材質(zhì)與涂層,還有合理的表面處理與刃口處理。
配套設(shè)施應(yīng)選擇功率大、剛性好的機(jī)床,使用冷卻效果好的切削液,推薦選用極壓切削液,不含硫。
在金屬切削過(guò)程中,選擇很高的切削速度,并不一定是提高加工效率的唯一方法。尤其的高溫合金的切削時(shí),過(guò)于靠提高切削速度,來(lái)提高加工效率,顯然是不現(xiàn)實(shí)的,它既會(huì)大大增加刀具消耗成本,同時(shí)甚至根本無(wú)法完成加工程序。此時(shí)不要忽視在中等切削速度下加大進(jìn)給量的加工方案,這是由大量切削實(shí)踐得出的結(jié)論。
高溫合金在很寬的切削速度范圍均形成鋸齒狀切屑,隨切削速度的提高,鋸齒化程度增高,直至形成分離的單元切屑。
V=35m/min,f=0.15下的切屑V=60m/min,f=0.15下的切屑 V=80m/min,f=0.15下的切屑
V=120m/min,f=0.15下的切屑 V=180m/min,f=0.15下的切屑 V=250m/min,f=0.15下的切屑
由于高速切削時(shí)切屑狀態(tài)的單元化,難加工材料Ni基高溫合金的加工完全有可能在現(xiàn)有切削速度下實(shí)現(xiàn)高速化。難加工材料的切削條件歷來(lái)都設(shè)定得比較低,隨著刀具性能的提高,高速高精度CNC機(jī)床的出現(xiàn),以及高速切削方式的引進(jìn)等,目前,難加工材料的切削已進(jìn)入高速加工、刀具長(zhǎng)壽命化的時(shí)期,F(xiàn)在,采用小切深以減輕刀具切削刃負(fù)荷,從而可提高切削速度和進(jìn)給速度的加工方式,已成為切削難加工材料的最佳方式。當(dāng)然,選擇適應(yīng)難加工材料特有性能的刀具材料和刀具幾何形狀也極為重要,而且應(yīng)力求刀具切削軌跡的最佳化。
在進(jìn)一步的切削實(shí)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn)在同一切削速度(v=80m/min)不同進(jìn)給量下的切屑狀況:
f=0.15mm/r f=0.25mm/r f=0.4mm/r
可見(jiàn),在同一切削速度下,隨著進(jìn)給量的增大,切屑形成分離的單元切屑的趨勢(shì)越明顯。
那么,在何種切削速度下,切削加工能達(dá)到最佳效率,且刀具的成本能降到最低?我們?cè)倏丛诓煌邢魉俣认碌牡毒吣p狀況:
實(shí)驗(yàn)材料:國(guó)產(chǎn)高合4133,切削性能更低于進(jìn)口材料incon718。
80m/min切削速度下加工時(shí)間6min,刀片前后刀面的磨損狀態(tài)
120m/min切削速度下加工時(shí)間1′25″,刀片前后刀面的磨損狀態(tài)
由大量的切削實(shí)驗(yàn)得知,在高溫合金的車削加工中,當(dāng)切削速度達(dá)到80-100m/min時(shí),YBG102涂層刀片的性能完全能滿足加工要求,并使刀具壽命及工件狀態(tài)達(dá)到最佳。當(dāng)切削速度大于120m/min時(shí),由于刀具磨損過(guò)快,已經(jīng)失去了加工的意義。
要提高生產(chǎn)效率,就必須提高切除率。由切削原理可知,金屬切削中的切除率與切削速度﹑進(jìn)給量和切削深度有著密切的關(guān)系。
切除率 V=1000*ap*fn*v (mm3/min)
可見(jiàn)切除率與切削速度﹑進(jìn)給量和切削深度存在著簡(jiǎn)單的線性遞增關(guān)系,但簡(jiǎn)單的追求高的切除率,在實(shí)際加工應(yīng)用中是不成立的,因?yàn)樵谀壳暗牡毒邨l件下,是不能采用過(guò)高的切削速度﹑進(jìn)給量和切削深度的。因此,實(shí)際意義上的高效加工必須是高的切除率和高的切除量的最佳結(jié)合。
切除量 Q=1000*ap*fn*v*T (mm3)=V*T (mm3)
T—加工時(shí)間,即刀具壽命。
實(shí)驗(yàn)表明切除率與切除量之間,存在如下的涵數(shù)關(guān)系:
大量的切削實(shí)驗(yàn)表明,國(guó)產(chǎn)YBG102在高溫合金的的車削加工時(shí),最大切除量為40000-45000mm3/刃,由此可以根據(jù)實(shí)際加工的需要,依照以上關(guān)系,合理安排切削速度﹑進(jìn)給量和切削深度。其中進(jìn)給量取值在0.1-0.4mm/r,切削速度可達(dá)80-100m/min。
-
飛機(jī)零部件制造對(duì)高速銑削機(jī)床的需求
大飛機(jī)零件具有外廓尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量輕的特點(diǎn),在多個(gè)對(duì)接部位或活動(dòng)面處有精度要求較高的多面體接頭類零件。同時(shí),隨著新型材料技術(shù)的不斷發(fā)展和飛機(jī)整體強(qiáng)度重量比設(shè)計(jì)要求的不斷提高,復(fù)合材料在大飛機(jī)中的用量也越來(lái)越大。大飛機(jī)零件的這些特點(diǎn)對(duì)數(shù)
2013-09-06 -
高速銑削技術(shù)在飛機(jī)制造的應(yīng)用
大飛機(jī)數(shù)控加工工藝技術(shù)的實(shí)現(xiàn),必須依賴于滿足使用要求的先進(jìn)數(shù)控設(shè)備和高質(zhì)量的數(shù)控刀具,換言之,就是數(shù)控設(shè)備必須具有大行程、高轉(zhuǎn)速、高進(jìn)給、高精度和五軸聯(lián)動(dòng)等特點(diǎn);數(shù)控刀具必須滿足高動(dòng)平衡等級(jí)、高剛性、良好的耐磨性和紅硬性等技術(shù)要求,刀具接口
2013-09-06 -
鋁合金整體結(jié)構(gòu)件高速銑削刀具材料的選擇
飛機(jī)機(jī)體的 60%~70%為加入Si、Cu、Mn等合金元素的7075、7050、2024、6061類熱處理預(yù)拉伸變形鋁合金材料,物理和機(jī)械性能如表1所示。 表1 航空鋁合金材料的物理與機(jī)械性能 鋁合金牌號(hào)及狀態(tài) 熱膨脹系數(shù)(20~1
2013-09-06 -
鋁合金高速銑削刀具參數(shù)選擇
鋁合金的高速切削加工,速度很高,刀具前刀面溫升高,前角比常規(guī)切削時(shí)的刀具前角約小10°,后角稍大約5°~8°,主副切削刃連接處需修圓或?qū)Ы,以增大刀尖角和刀具的散熱體積,防止刀尖處的熱磨損,減少刀刃破損的概率。在PCD刀具超高速切削鋁合金時(shí)
2013-09-06