航空零件切削用刀具必須具備鋒利的切削角度梧杠、強壯的切削刃口盘荸、耐熱的表面涂層和不同于一般材料的切削加工方法等有利于降低加工區(qū)域溫度和快速散熱的有效因素。航空發(fā)動機典型零件主要切削刀具庸既,基本以進口高性能切削刀具和非標專用刀具為主招蠕。
著名大型刀具企業(yè)都在不斷改進各自的刀具材料、幾何角度技熊、涂層技術和難加工材料的加工方法狗悔,以滿足航空業(yè)的要求。高效切削的關鍵技術是一系列高效刀具材料的合理應用及其對應的切削參數(shù)優(yōu)化技術問題锤距。
(1)選擇刀具材料
刀具材料及其涂層技術的發(fā)展檩讯,促進了刀具切削速度的不斷提高脸夜,刀具材料是影響刀具切削性能的關鍵。航空制造業(yè)所用刀具應具備優(yōu)化的幾何形狀和刀具結構干跛;高的硬度和耐磨性子姜,具有高的強度和韌性等性能;具有良好的熱穩(wěn)定性和熱硬性楼入,具有良好的高溫力學性能哥捕;具有較小的化學親和力;更高的可靠性嘉熊、更高的安裝精度和重復定位精度遥赚;良好的斷屑扬舒、卷屑和排屑性能,良好的互換性和快換性凫佛,形成系列化讲坎、標準化和通用化。
航空業(yè)典型零件常用刀具有硬質合金及其涂層刀具愧薛、陶瓷刀具晨炕、聚晶金剛石( PCD)刀具、立方氮化硼(CBN)毫炉、聚晶立方氮化硼( PCBN)刀具等瓮栗。
航空制造業(yè)用刀具既要適應設備狀況,又必須兼顧航空零部件以及難加工材料的特點垄套,同時還要實現(xiàn)高效切削番链。合理選擇與被加工零件在機械性能、化學性能囚誓、物理性能相匹配的刀具酸穗,非常重要。
∑艨住(2)刀具幾何角度要合理
選擇合理的刀具幾何參數(shù)與切削用量方蜡,要做到既發(fā)揮刀具材料的切削性能,又保證一定的刀具耐用度键羡,使切削暢快锚拳,獲得較高的加工效率和加工質量。切削刃上任意點的切削性能取決于前角慰奉、后角销泽、主偏角和刃傾角的幾何參數(shù)值。刀具前角增大证森,刀具鋒利辰令,切削力減小,對減小零件變形有利节值,但前角過大會削弱刀尖的強度徙硅,主偏角增大,徑向切削力減小搞疗,軸向切削力增大嗓蘑。可轉位刀具發(fā)展的一個重要條件是刀片斷屑槽型的開發(fā)匿乃。新型斷屑槽結構不僅可起到斷屑排屑的作用桩皿,而且可以有效降低切削力和切削熱。
(3)優(yōu)化切削用量泄隔,提高切削效率
加工效率和成本的高低有賴于切削用量的合理選擇拒贱。制定切削參數(shù)就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎上,確定切削深度進給量和切削速度梅尤。制定切削用量的原則是在保證加工質量柜思、降低成本、提高生產(chǎn)率及不超過機床系統(tǒng)剛性的前提下巷燥,使金屬去除率最大触擎。在切削深度、進給量和切削速度中的闹,對刀具耐用度影響最大的是切削速度博旬,最小的是切削深度。因此確定切削用量時翼养,應盡量選擇較大的切削深度剪妥,其次選擇進給量,最后再確定切削速度缘嗦,這樣可在保證一定刀具壽命的前提下蝇居,使金屬去除率最大。
切削深度應根據(jù)加工余量確定烦草,粗刮锹、精加工余量合理分配,不但要保證零件表面質量還要提高金屬去除率幽摔。
切削深度選定以后惯狠,則應按表面粗糙度要求,根據(jù)零件材料刮便、刀尖的圓弧半徑空猜、刀具副偏角、切削速度等選擇進給量恨旱。應盡量選擇較大的進給量辈毯,其合理的數(shù)值應當保證機床、刀具不致因切削力太大而損壞搜贤。
當切削深度與進給量選定后谆沃,應當在此基礎上再選則最大的切削速度,此速度主要受刀具壽命入客、機床功率等因素限制。
⊥茸怠(4)采用有效的冷卻措施
切削介質冷卻性能的好壞桌硫,首先取決于切削介質自身的性質,如導熱系數(shù)、比熱容铆隘、汽化熱及汽化速度等卓舵;其次取決于切削介質的作用方式,如噴射流量膀钠、噴射速度秫废、噴射角度等因素。切削加工中應該避免切削熱引起的零件變形俺媳。濕式切削時切削液通常具有潤滑功能情丛、冷卻功能、排屑功能和防銹功能驮桐。冷卻方式一般分為外冷卻和內(nèi)冷卻暂铭。內(nèi)冷卻是使切削液直接作用到切削刃上,消除了因調整冷卻管而導致的停工時間寝丹。切削液得到有效和及時供應底咳,帶走了大量的切削熱,也提高了刀具壽命肩堡。另外采用高壓冷和超高壓冷對提高刀具壽命和加工質量更為有利珍霉。高速切削難加工材料多采用低溫風冷、低溫微量潤滑等干式都璃、準干式切削方式嘿杖。
總之,切削航空難加工材料時要圍繞著新型刀具材料新型刃具結構旭贬、新型切削技術來優(yōu)選刀具怔接。
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