高温合金的高速经济性车削技巧江油

高温合金的高速经济性车削技巧

高温合金的高速经济性车削技巧 2011： 在车间车削具有高强度高韧性的高温合金零件，如果仅只是劳动力的输出，那还算得上是一件很好的工作，如果刀具再能较长时间的不需要进行更换等，那就更叫操作者欣喜。 Slabe机械公司(位于俄亥俄州的Willoughby)是一个多于加工时间和刀具交换次数的减少。 ◆ 加工由Inconel 718制成的销钉。零件长0.625英寸，在Marubeni Citizen M32 瑞士车床上进行湿式切削。每个切削刃从加工10个零件到能加工45个零件。这种机床的获利是很重要的。因为每次换刀需化去5分钟时间。

随着新型刀具在更多高温合金零件车削中广泛使用，能平均增加刀具使用寿命的2 倍。现在Slabe公司已有100多种不同的难加工材料的零件在进行加工，每年能节约加工费用7万多美元。

较广应用换来更大节约 经评估计算，Slabe公司对以上五种零件进行的改进加工，每年可为公司节省3.3万美元的加工费用。 这是一个数学问题，在节省的3.3万美元加工费用中，只有约1万美元是刀具本身消耗的费用。 大部分的节约是来自切削速度的提高，因而使切除率、生产效率提高带来好的经济效益。 在以上切削试验中作出重大贡献的是TaeguTurn 5030刀片，它是一个具有六个切削刃的双面三角形刀片。它主要从以下三个方面使其提高了刀具的使用寿命： ◆ 刀片由亚微细晶粒的硬质合金材料制成，在高硬度基础上大大提高了刀具韧性。 ◆ 为使刀具在切削中降低切削力，和能进行最大限度的自由切削 ，将刀具设计成正前角几何形状。 ◆ 将刀具表面涂覆了一层可比TiN涂覆层更能提高刀具耐用度和润滑性能的TiAlN涂层。 以往刀具的失效原因，主要由于加工高温合金，容易使刀具产生严重的后刀面磨损和月牙洼磨损。一般判断刀具磨损标准是通过检查后刀面磨损量、月牙洼深度和加工中零件的尺寸变化。“加工象高温合金一样昂贵材料的零件时，尽量地早换刀比晚换刀好。”公司工具工程师Larry Blankenship说。

随着新型刀具在许多高温合金零件车削中的使用，Slabe公司通常只需要化去原来换刀时间的三分之一，同时使切削速度大大提高。

继续改进 正当Slabe公司正全神贯注地进行切削试验时，Ingersoll刀具公司销售人员又一次出现， Hogya先生就又欣然接受了他们提供的多种产品。因为他曾被Ingersoll刀具公司新开发刀具的高切削性能所震撼，被他们热诚的售后服务态度所感动。因为他在来Slabe公司之前就是一个刀具销售代表。 致使Hogya先生向Slabe公司呼吁，应立即实施更大范围的改进计划，才能得到更大的发展。公司采纳了他的建议，对公司现有加工能力，给以更进一步改进。现在越来越多的零件加工，使用了TaeguTurn刀具，改变了过去的主要看重刀具使用寿命的旧观念，改进成自始至终保证在高切削速度条件下切削的实际行动。 最终目的不能变 高温合金尽管由于强度高韧性好而难以加工，但它在经济关系上，与车削钢件或铝合金零件加工完全相同，公司介绍。改进刀具的最终目的是使每班加工零件数量得以增加。而延长刀具的使用寿命只作为获得最终目的基础。 sabira--了解更多： 随着硬度合金刀具材料和刀具表面涂覆新技术的不断涌现，促使高温合金车削技术得以迅猛发展，其发展速度，比人们想象的要快得多，Ingersoll车削刀具产品市场经理Ed Woksa说。其主要原因是，第一，专门为切削Inconels合金、Waspalloys合金和钛合金等难加工材料的车削加工，设计了散热性好和能极大地降低切削力的刀具几何形状。多年前，人们在开始车削难加工材料时，将刀具磨得很锋利，其用意是想在切削中增加刀具的剪切作用而减小挤压作用，但由于刚性差，容易引起切削刃破裂。第二，新设计了能提高使用寿命，并能进行高速加工的刀具。 “这些难加工材料的切削，与切削普通钢件相比，需要消耗更多的能量，在包括刀头在内的切削区产生很高的切削温度，”Woksa先生解释说，“所以需要使用能降低切削温度和耐高温的刀具。” 据介绍，使用以上先进刀具和选择合理的切削参数车削高温合金，可比使用普通刀具提高50-80 %的切削速度和5-6倍以上地提高刀具使用寿命（这些指标比竞争对手高出20%）。 其中的一个最典型的例子，是使用由Ingersoll公司开发的，经精密磨削的TaeguTurn TT5030刀片，在进行车削高温合金车削时，所表现出的以下三个主要特点： ◆ 晶粒的亚微细组织。刀具选用亚微细晶粒的硬质合金刀片，具有高的硬度和好的韧性，所以能承受高温合金车削中产生的很高切削温度，和很大切削力作用下产生的零件变形。还具有较高的防止刀具变脆的横向断裂强度。 ◆ 周边磨削刀片。对双面三角形TT5030刀片的周边和外形进行磨削，能使刀具产生出金相组织最均匀、表面粗糙度好和锋利的切削刃。使刀具能在很大的剪切力作用下进行切削 ，较好地减小使切削力增大和切削温度升高的摩擦力。经周边磨削的切削刃，可保留一个仅有0.0005 英寸宽的刃带，为普通只经压制的刀片切削刃刃带宽度的三分之一到五分之一，所以能产生出较为理想的表面粗糙度，这一点对于最多选用高温合金材料制造的航空航天和医学工业用零件是相当重要的。 ◆ 表面涂覆TiAlN。经过PVD涂覆工艺，能在刀具表面涂覆一层很薄的TiAlN涂覆层，所以特别适用于对锋利切削刃的涂覆。这一特点对于高温合金的加工尤其重要。 它能使用锋利的切削刃切削，同时提高刀具使用寿命。其原因是采取PVD涂覆工艺，能给刀具切削刃表面提供一个可防止以往高温合金切削中最容易产生裂纹的压应力，而没有减少刀具韧性。这是因为它没有以往CVD涂覆工艺要求那么高的涂覆时需要的高温，所以它能提供一个密度高、金相组织均匀的涂覆表面，极好地延长了刀具的使用寿命。 还有一个原来使用 CVD涂覆刀具的用户,现在使用TT5030刀片，加工钛合金零件，使用户从160提高到350 sfpm的切削速度，从0.008 ipm到0.010 ipm地增加进给速度。切削深度为0.150英寸，在湿式切削中，提高3倍以上的刀具使用寿命。使加工周期由原来的5周减少到2周。 另一个早期用户也使用TT5030刀片，选择200 sfpm的切削速度、0.010 ipm进给速度和0.200英寸的切削深度。加工由 Inconel 625材料制成的飞机的燃气缸零件，使刀具使用寿命提高了2.5倍。所以许多公司都企图将 TT5030刀片，用于在较高切削速度下，加工自已的包括难加工材料在内的产品零件。 “我们在加工高温合金，尤其是在加工各种不同的高温合金，最容易犯的一个重要错误是企图使用加工一般材料的刀具和方法加工不同的高温合金零件。”Woksa先生说。 当你为车间加工高温合金选择刀具时，应该在许多刀具中，选择亚微细晶粒组织的硬质合金刀具，并作好经过手工研磨修锐刀刃的准备工作，使其能在高温、大切削力条件下切削，而且不产生切削刃崩裂。并应在刀具表面 PVD涂覆一层TiAlN，以提高刀具使用寿命。 “最后，当你已经使刀具的使用寿命得到提高时，请一定只把它作为一种手段和将它及时地转变到提高切削速度上去，”Woksa先生说，“其真正的收获应最终落实在每班下来，产品箱里的加工好的零件数量，而不只是刀具每个切削刃能加工零件的数量。”(end)

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