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正確的切入方法對耐熱超級合金的成功車削來說至關重要

關鍵詞 耐熱超級合金 , 車削 , 加工策略|2009-01-07 00:00:00|來源 山特維克可樂滿
摘要 要想以相對較高的生產效率來加工耐熱超級合金,必須充分仔細地準備相應的加工策略。由于加工此類材料的零件時至少50%以上的工序為車削,因此其基本原則應立足于采用合適的切削刃切入方法。耐...

  要想以相對較高的生產效率來加工耐熱超級合金,必須充分仔細地準備相應的加工策略。由于加工此類材料的零件時至少50%以上的工序為車削,因此其基本原則應立足于采用合適的切削刃切入方法。
  耐熱超級合金(HRSA)具有的一些獨特的屬性,例如具有極佳的高溫強度,很好的韌性和抗腐蝕性等,使其成為汽輪機、噴氣發動機、化工和食品設備、醫療器件等上面某些零件應用的唯一選擇。但是這些屬性也意味著其切削加工相當困難——尤其是要求高效率時更是如此。耐熱超級合金極差的可加工性,要求對整個加工鏈中的所有環節——從機床到CAD,從刀柄到切削刃等,都需要很好地進行規劃、選擇并加以應用。
  刀具的切入具有很大影響
  車削時,切削刃對工件的切入主要由切削刃的主偏角所決定。尤其在車削耐熱超級合金時將直接影響到生產效率的競爭力如何,因為這會直接影響到刀具的進給率——該值在很大程度上決定了所需的切削時間。當主偏角較大時,進給率主要受刀片許用負載的限制,而其中部分由切屑厚度所決定。當主偏角較小時,切屑厚度必須足夠大以使切削刃是通過正常的切削,而不是擠擦工件表面形成切屑。就此而論,在切削深度一定時,如果切削刃越長,所形成的切屑就會越薄(換句話說,較小的主偏角會生成較薄的切屑),這就應該使用更高的進給以維持正常切削。
  此外,從刀具磨損的角度而言,車削耐熱超級合金時切削刃的溝槽磨損是主要問題所在。切削刃上溝槽的形成在切削深度附近尤為明顯。當切削刃主偏角呈90度,或當切削深度大于切削刃的刀尖圓弧半徑時更是如此。在切削區域高溫與室溫過渡部分產生的氧化磨損是切削刃溝槽磨損的主要機理。使用小主偏角車刀車削耐熱超級合金時可獲得最佳的加工性能。
  這就是車削耐熱超級合金時推薦刀片應采用相對較小的主偏角(45度或更小)進行切入的大致背景。
  實際方法——選擇刀片
  首先,大多數可轉位刀片帶有可加強切削刃的刀尖圓弧。如果切削深度小于刀尖圓弧半徑,則此時的(等效)主偏角一般都是可以的。
  因此,圓刀片就特別適合于耐熱超級合金車削,因為其刀片半徑就是以上所說的刀尖圓弧半徑,并且通常切削深度值遠低于刀片半徑。R型刀片(圓刀片)能在較寬的切削深度范圍內都得到小的主偏角。
  如果必須采用超出圓刀片工作范圍的較大的切削深度,則以45度主偏角布置的方刀片是很好的選擇。S型刀片(方刀片)具有堅固的切削刃,非常適合于粗車。
  如果由于某些原因刀具切入工件受限,或者必須用同一刀具車削外圓和端面,或者精車凹腔,以及工件不夠穩定或是薄壁件時,就應選擇具有合適的刀尖圓弧半徑的菱形刀片。
  但是在許多情況下,Xcel刀片為半粗/精加工工序的最佳選擇。此種刀片結合了方刀片小主偏角與切削刃強度的優點與菱形刀片刀具在走刀方向上的靈活性。采用Xcel刀片粗車臺階面尤為有利。
  加工策略的最后階段包括刀片槽形和材質的選擇以及采用正確的切削參數。這些因素的選擇必須充分考慮到零件的材料、結構設計和在切削加工的具體條件。至于切削參數,它指的是切削速度、進給量以及不能忽視的切削深度這三要素。在實際應用過程中,刀具走刀路徑策略也已變得日漸重要,正確的刀具走刀路徑策略可為用戶帶來巨大的好處……
 

 

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