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用于难加工材料加工的专用槽形

2012年07月25日 17:43中国机床商务网点击:7409

  jc35导读:在金属加工中,有些材料特别难以切削。例如,ISO-S材料组中的两个子类钛合金和高温合金,就是难切削材料。根据实验,在相同切削条件下,这两材料的切削机理是完全不同的。位于图宾根的刀具专家瓦尔特公司通过优化断屑槽形,扩展了车削可转位刀片的应用范围。
  
  在实际应用中,钛合金和高温合金常常使用相同类型的刀片进行加工。但在ISO-M材料(不锈钢和耐腐蚀钢)的切削中已经得到了证明:所用的刀具材料和槽形需要有所区别才能更高效。StefanLenischenko(瓦尔特公司图宾根总部研发人员)说:“为获得最佳的切削性能和最高的刀具寿命,有必要为钛合金和高温合金分别制定加工方案。”对于钢和铸铁加工,通用的可转位刀片可能是最经济的方法,但是在ISO-S材料范围内,专门的解决方案往往能获得更好的加工效果。
  
  要求
  
  这两种材料有一些性质是相同的:容易粘结,加工中易生成积屑瘤;它们是不良热导体,切削中生成的热量大部分流向切削刃。由于钛合金和高温合金的材料特性,在切削过程中,切屑的形状和磨损与一般切削加工是完全不同的。
  
  钛合金切削时容易产生由扩散引起的月牙洼磨损。刀片材料中的碳粒子流入切屑,可转位刀片受到侵蚀,切削区域会逐渐减弱。硬的锻造表面,材料的高强度增大了崩刃和塑性变形的危险。材料的弹性模量低,增大了振动的倾向。切削刃一但有积屑瘤形成,刀片很快就会崩刃。
  
  所有这些现象随着合金晶相中的β相的百分比增大而增强。Ti6Al4V是广泛使用的材料,它同时含有α相和β相,是非常难加工的材料。新材料Ti-5553是一种商纯β相合金,它更加难切削,切削速度只有Ti6Al4V的一半。但是,令切削专家伤脑筋的材料特性却让结构工程师欣喜若狂:高强度材是飞机起落架零件和承载结构零件的理想材料。“越来越多使用β相钛合金这种趋势是我们将‘Sky.tec’可转位刀片推向市场的动力,”瓦尔特公司的产品经理解释说,“常规可转位刀片不能满足钛合金切削对刀片性能和刀具寿命的要求”。
  
  高温合金的加工也常常受到锻造表皮的困扰,同时它还受到材料易于受到冷作硬化的影响,特别切削过程中很大的切削力会引起切削刃过载。对于锻造高温合金零件,例如航空工业中发动机典型零件,切削深度是变化的。在这样的情况下,难于选择合适的切削参数。StefanLenischenko强调说:“最佳切削参数的范围非常小。”
  
  高温合金也采用类似钢使用的方法,加以热处理。在高温合金的车加工的零件中,大约百分之八十都处于淬硬状态。加工人员面对的是40~45HRC硬度或1200-1600N/mm2的强度。切削刃的塑性变形,崩刃和沟槽磨损是刀片失效的主要原因。在高温合金切削过程中,切屑常常冲击可转位刀片的后刀面,形成很大的冲击力,刀片面临着崩刃的风险,加工硬化会引起的沟槽的磨损。风险叠加,一方面要求有刀片有相对稳定的切削刃,另一方面,更加重要的是要求刀片有较为锋利的槽形。这就向研发人员提出了平衡这两种的要求的挑战。
  
(来源:瓦尔特公司)
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