分享好友 数控技术首页 数控技术分类 切换频道

应用先进刀具进行难加工材料的高效车削

2018-11-15 00:00490

航空发动机部件大量采用新型超高强度耐高温合金、粉末合金钢、单晶合金、轻质高强度复合材料,这给切削加工增加难度,对加工技术提出了更高的要求。当遇到一些难加工材料时,应尽可能有针对性的进行切削试验,选用合适的刀具材料与涂层,以更好地适应工件材料和切削条件。

加工镍基高温合金的刀具选用

镍基高温合金用于制造在650℃以下长期工作的航空航天发动机高温承力部件以及热端部件,但是由于硬质点多、导热性极差、加工硬化倾向大等问题的存在,常常制约着现场加工。针对各种涂层刀具在加工镍基高温合金时的加工参数选择和刀具选择、刀具磨损的研究较少,使得现场加工非常困难。我公司主要加工的部件材料是GH2132,零件来料长度φ10×2 000mm、硬度320HBW;批量500件/月;要求零件加工后表面粗糙度值Ra=1.6μm,产品长径比为18,属于典型的细长轴零件。

公司使用的是四川普什宁江机床有限公司生产的数控纵切自动车床CKN1120Ⅳ,鉴于镍基高温合金的加工特性及加工设备的特殊加工方式,通过切削试验结果及分析,选用硬质涂层刀片MT09T304-PM5-WSM30进行镍基高温合金的加工;加工镍基高温合金GH2132的刀片,主偏角一般选择为40°~50°,副偏角一般选择为0.5°~3°,刃倾角一般选择为-10°~-20°,不容易出现积屑瘤,能保证零件表面质量;切削速度优选 95~120m/min,进给量优选0.1~0.15mm/r,可以保证表面粗糙度值Ra=1.6μm以上。

加工粉末治金工具钢的刀具选用

粉末治金工具钢(AHP10V)具有组织均匀、晶粒细小、屈服强度高、抗疲惫性能好等优点,但是由于其中含有很多(如铬、钴、钼、铌、镍、铁、钽等)高熔点合金元素且g相含量高,使得粉末治金工具钢得到很大的强化效应,在一定的温度范围内,随温度升高,其硬度反而有所进步,由于其材料本身的化学成分及独特的多孔性结构,在较小的面积内其硬度值也有一定的波动。即使测得的宏观硬度为20~35 HRC,但组成零件的颗粒硬度会高达60HRC,这些硬颗粒会导致严重而急剧的刃口磨损,因此粉末冶金高温合金是典型的难加工材料。

通过试验比较,选用材料S05F这种刀片材料。硬质合金4205F这种刀片材料采用了新技术,是专为解决各种耐磨合金的切削而设计的。材料的晶粒更细,表面有4μm的CVD TiCN-Al2O3-TiN的薄涂层,此刀片特别适合粉末治金工具钢的精加工,其耐磨性好,适用于小切深。4205F D型刀片切削用量:v=30~60m/min,ap=0.25mm,f=0.1mm/r。采用速度逐渐递增的方式。试验结果:表面质量很不好。刀具表面有崩刃现象,后经检查发现刀片在安装时没有固定好,致使在切削过程中刀片振颤。改进后结果:经过重新定位调整后,切削用量采用:v=35m/min,ap=0.25mm,f=0.1mm/r。效果相对较好。切削流畅,每段切屑长度大约在5~6cm左右,切屑易于控制。加工过的表面跳动值大约在0.01mm。加工后表面端跳动值约为0.01mm,效果更好。刀具磨损情况如附图所示,为加工5件产品后的刀具磨损情况,当加工10件产品后刀尖及边界磨损极为严重,后刀面也产生了沟纹磨损。由于材料的导热性差,材料粘结倾向大,轻易粘刀产生积屑瘤,在合金中存在大量的金属碳化物,切削过程中相当于对刀具进行研磨,另外国产材料中大都有硬质点,这对刀具有很强的冲击性和破坏性,因此会造成上述磨损。

切削方式及刀具磨损情况

现代切削技术的进步是以先进刀具结构的开发与切削工艺的革新相结合产生的,从更深层次上挖掘切削加工潜力,推动切削工艺的进步。合理选择刀片几何形状,切削用量要素,重视切削角度的影响,关注切削力和切屑的变化,及时调整刀具加工参数,保证切削顺利进行。不断进行技术革新,提高生产效率,满足图纸加工精度及工艺规范要求,提高企业的竞争实力。

举报
收藏 0
打赏 0
轻松提高数控机床精度
随着我国经济的飞速发展,数控机床作为新一代工作母机,在机械制造中已得到广泛的应用,精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的

0评论2025-01-04313

加工中心刀具长度补偿怎么用?
在数控加工中,刀具长度补偿是一种重要的措施,用于消除机床变形、热变形等因素引起的误差,保证加工精度,从而提高培训效率,减

0评论2024-12-18400

加工中心主轴定位角度怎么调?
  在数控加工领域,加工中心主轴的定位角度是影响加工精度和效率的重要因素之一。正确调整主轴的定位角度可以提高加工质量,减

0评论2024-12-11496

简述机器人加装电主轴就选Kasite 4060ER-S的理由
  近年来,随着科技的不断发展,机器人作业已经渗透到各个领域,尤其在工业制造领域,更加随处可见。高精密切割、铣削、雕刻、

0评论2024-05-20707

机器人主轴怎么选?Kasite高速电主轴满足你的需求
  机器人发展到现在越来越受到人们的欢迎和重视,现在很多传统行业都在生产作业中引入了工业机器人,随着机器人的改进和优化,

0评论2023-10-231208

机械臂加装2.2KW大力矩电主轴,就选MSIY-80电主轴
机械臂想加装大力矩电主轴,用于铸钢等硬质材料去毛刺,铣削等加工,可以考虑MSIY-80电主轴,外径80mm,重量4.8公斤,可搭配轴向或径向浮动刀柄配套使用。

0评论2023-08-261203

每天早上打开数控机床时有没有必要热机?
工厂使用精密数控机床(加工中心、电火花、慢走丝等机床)进行高精密加工,你是否有这样的经验:每天早上开机进行加工,首件的加

0评论2023-08-151093