在航空發(fā)動機(jī)制造行業(yè)缝呕，材料性能不斷提升铝穷，難加工材料（高溫合金）的數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的問題敦迄。陶瓷刀具材料具有硬度高恋追、耐磨性能和耐熱性能好、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良奖岛、不易與金屬產(chǎn)生粘結(jié)的特點恕孙，已成為高速切削高溫合金的主要刀具材料之一。而且陶瓷刀具的最佳切削速度比硬質(zhì)合金刀具高8～10倍淑储，能夠大幅度提高切削效率帘缤。當(dāng)前，新型陶瓷刀具不斷出現(xiàn)祸麸，有專家預(yù)計吉挎，在世界范圍內(nèi)陶瓷刀具在機(jī)械加工刀具中所占比重將達(dá)15%～20%。它的發(fā)展將可能引起切削加工領(lǐng)域的又一次革命椭斜。

　　高溫合金（主要指鎳基或鈷基合金）在高溫下具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和防蠕變性氨固，GH4169常溫下硬度高（可達(dá)HRC35～47），韌性很好揣煤。但與普通鋼件相比解瀑，其機(jī)械加工性能較差，切削過程需要消耗更多的能量凉适。

　　近10年來蛛蒙，應(yīng)用硬質(zhì)合金刀具加工鈦基、鎳基和鈷基高溫合金得到廣泛普及，硬質(zhì)合金材料在低于600℃的工作溫度下所表現(xiàn)出來的高硬度及高韌性使之成為切削高溫合金及鈦合金非常理想的的刀具牵祟。但硬質(zhì)合金刀具有一個致命的弱點深夯，其熔點約為1200℃，當(dāng)切削區(qū)溫度高于800℃時诺苹，刀刃的強(qiáng)度和硬度會大幅下降咕晋，磨損加劇，甚至難以完成正常切削收奔。因此掌呜，應(yīng)用硬質(zhì)合金刀具切削高溫合金材料時,為避免切削區(qū)溫度過高,線速度只能維持在40m/min左右。對加工余量較大的零件坪哄，由于緩慢的切削速度质蕉，金屬去除率很低，占機(jī)時間很長翩肌，生產(chǎn)成本大大增加模暗，這使得現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的潛力遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出來。隨著新型發(fā)動機(jī)性能不斷提高摧阅，新材料不斷涌現(xiàn)寺癌，硬質(zhì)合金刀具已經(jīng)很難適應(yīng)。因此铣啰，尋找一種更加理想的切削刀具已成為當(dāng)務(wù)之急绅荒。

　　陶瓷材料最大特點就是熔點高（2000℃以上），1200℃時硬度不會下降很多肌搔，是一種非常理想的取代硬質(zhì)合金刀具實現(xiàn)高速切削的材料肝羊。而在我國，由于種種原因伪浅，此類刀具的使用還未廣泛普及子特。

　　切削加工中的切屑成型是一種典型的大變形過程,涉及到材料非線性、幾何非線性以及邊界非線性問題,在高速切削過程中還涉及到熱力藕合問題惕衩。

　　應(yīng)用陶瓷刀具實現(xiàn)高速切削的核心就是要充分利用陶瓷材料的高溫特性挨伯，提高切削速度，使切削熱量不斷聚積协超，切削區(qū)溫度升高履绎，軟化切屑，使切削變得很容易雕什。盡管陶瓷材料與硬質(zhì)合金材料相比缠俺，其韌性與耐磨性相差很多，但其高溫穩(wěn)定性是硬質(zhì)合金刀具遠(yuǎn)達(dá)不到的贷岸。因此壹士，提高線速度是增加切削區(qū)溫度最有效的方法磷雇。理論上說，陶瓷刀具的切削速度和金屬去除率應(yīng)是硬質(zhì)合金刀具的5～10倍甚至更多躏救。

　　刀具商在推廣時只提出陶瓷刀具適合加工HRC55以上的材料唯笙，而對于小于HRC55的材料未見相應(yīng)的報道。本文針對小于HRC55的材料的加工談一點自己的體會盒使。

　　由于長時間使用硬質(zhì)合金刀具睁本，操作者已習(xí)慣于低速切削，而這種適合硬質(zhì)合金的加工方式恰恰是陶瓷刀具加工中的最大禁忌忠怖。在使用陶瓷刀具時，出于安全考慮抄瑟，操作者總是不敢提高轉(zhuǎn)速凡泣，甚至希望在普通車床上使用陶瓷刀具。以往陶瓷刀具使用過程中遇到的大部分問題都是由于切削速度不足而造成的拯奔。

　　即在切削過程中逐漸降低切深谭扑，切削點處的溝狀磨損會消失。在下一次切削時保持正常切深即可達(dá)到斜向切削效果办樟，因為此時工件表面已經(jīng)是斜面优诵。斜向切削時切削深度必須由深到淺。刀片越升越高最終退出切削疟骤，在已加工表面產(chǎn)生一個斜面药阔。第二次切削時采用直線切削，可高效率地切除第一次切削留下的斜面陨梅。由于多次切削時切深采用遞減方式译教，可能需要時間會較長，但刀具壽命會延長很多押强。這會大大減少換刀時間拖揩。試驗結(jié)果令人滿意，磨損輕微溜棉，刀刃形狀完好丽示。

　　鈷元素含量高的鑄造高溫合金圓環(huán)的斷續(xù)切削

　　該材料屬鑄造高溫合金，硬度小于HRC33菲饼，含Co量14%～16%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）肾砂，該材料韌性大，是高溫合金中最難加工的材料之一巴粪。該零件結(jié)構(gòu)是大直徑小弦長的環(huán)塊通今。加工時將多塊零件組成的一個圓環(huán)，并沒有頭尾吻接肛根，零件之間留有間隙辫塌。為了保證刀尖強(qiáng)度，以往采用超低速切削（線速度僅為10m/min）。而且加工后的零件表面還會呈現(xiàn)晶粒與晶界間有明顯的凸凹不平臼氨，還需用磨削的方法進(jìn)行表面修整加工掺喻。

　　為解決加工效率低這一難題，我們試用陶瓷刀具加工該零件储矩。由于對采用陶瓷刀片斷續(xù)切削沒有概念感耙，第一次試驗選擇了線速度為420m/min。一刀走下來持隧，刀片完全撞碎即硼；第二次試驗，將線速度提高到560m/min腕浴，并適當(dāng)調(diào)整了切深和進(jìn)給圣谴，結(jié)果是刀片沒碎，但刀尖嚴(yán)重磨損阅六。后來母赶，又進(jìn)行了多次試驗，并逐步把切速提高到線速度為790m/min芒单，這是以前從未達(dá)到過的切速万杉，經(jīng)過多次調(diào)整切削參數(shù)及走刀路線，刀片只表現(xiàn)出正常的磨損抗躺，加工后的零件尺寸滿足要求奸冶，同時粗糙度達(dá)到了Ra1.6μm。加工效率是原來的近80倍蛀篓。經(jīng)過試驗夏植，得到斷續(xù)切削加工規(guī)律：選擇負(fù)倒棱較大的刀片，降低進(jìn)給移鸣，增大切速砸捏。遵循這個原則，斷續(xù)切削將會順利進(jìn)行隙赁。

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