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合理的刀具選型和優(yōu)化的加工方法,對于提高加工效率和延長刀具壽命非常重要,特別是在加工難加工材料航空零部件時更為重要。一種高品質(zhì)的難加工材料刀具,必須具備超細(xì)晶粒刀具基體、鋒利的切削角度、強壯的切削刃口、耐熱的表面涂層等?! ?nbsp;
首先,充分的冷卻、適當(dāng)?shù)募庸ぞ€速度、有效的斷屑、合理的縱剪機刀片包角對于控制刀尖溫度非常有效。對于同時具有內(nèi)冷卻的CNC機床和刀具,應(yīng)該盡量使用利于降溫的內(nèi)冷卻功能,以便使強有力的高壓水流帶走大量的切削熱,確保加工區(qū)域保持在一定的溫度范圍內(nèi)。即使沒有內(nèi)冷卻功能的機加工設(shè)備,也建議使用外傳內(nèi)冷卻刀柄,同時增強冷卻壓力,改善冷卻效果。
適當(dāng)?shù)乜刂瓶v剪機刀片的切削力和切削速度,也是降低加工區(qū)域溫度、延長刀具壽命有效的方法之一。通常加工難加工材料一般均采用精磨的刀具刃口、較小的切削深度和切削寬度。根據(jù)不同的難加工材料、零件結(jié)構(gòu)和加工設(shè)備等因素,選用合理的切削線速度非常重要。在通常加工中鎳基合金應(yīng)控制在20~50m/min,鈦合金應(yīng)控制在30~110m/min,PH不銹鋼應(yīng)控制在50~120m/min。
對于同樣的機床和零件,加工難加工材料的方法會大大影響刀具的加工效率和刀具壽命。無論是采用擺線加工、螺旋插補和大進給銑削方式,其目的都是降低切削力、減小切削區(qū)溫度。擺線切入法可限度減小切削區(qū),使得刀具的實際切削包角小,延長刀具每齒的散熱時間;螺旋插補使得每齒切削量相對均勻,特別是在拐角處明顯;大進給切削方式,以小的切深、大的進給有效地減小了切削力,使得加工中產(chǎn)生小的切削熱,加工區(qū)域溫度低。
保證加工中斷屑,也是控制溫升的有效途徑。一般在金屬加工中大量的切削熱產(chǎn)生在切屑上,有效地斷屑會使加工中產(chǎn)生的大量切削熱被切屑帶走。通常情況下,在加工中我們不希望有長的切屑產(chǎn)生。對于難加工材料的加工更應(yīng)該注意,特別是對于粗加工工序,在整個加工系統(tǒng)剛性允許的情況下,應(yīng)盡量使其在整個加工過程中產(chǎn)生斷屑,盡量采用逆銑方式,使形成的鐵屑由厚變薄,并且鐵屑形狀為“9”字形、“6”字形或“C”字形。
加工中保持適當(dāng)?shù)挠行Эv剪機刀片包角,使得刀具的每一個有效加工齒能夠限度地保證長冷卻時間。加工中保持適當(dāng)、合理地刀具有效包角,非常有利于提高難加工材料的切削效率、延長刀具加工壽命,對于加工難加工材料零件極為重要。刀具有效包角,反映到切削參數(shù)上與切削深度Ap和切削寬度Ae以及刀具直徑Dc有著直接的關(guān)系。特別是在加工難加工材料時,應(yīng)盡量避免滿刀切削。在實際加工中,刀具的切削包角每增大一倍,刀具壽命會減少約30%。
總之,難加工材料零部件必須具有高硬度、高強度、高韌性和高耐磨性,對于具有這些特性的新型難加工材料,其機加工性能差、加工難度大、加工效率低、刀具成本高。這樣一來難加工材料零部件對機加工刀具提出了更高地要求。
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