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讓難削材料變得易切削
雖然Inconel 718很難加工,是塑性難切削材料中最難加工的幾種材料之一,但只要充分認識其性能和切削特點,合理選擇先進的刀具和相應的切削條件以及遵守必須的注,完全可以高速高效安全順利地完成加工任務,先進陶瓷立銑刀的底刃和加工情況,使用陶瓷刀具時的注意事項。
新型陶瓷材料在圓弧頭立銑刀中的應用,陶瓷刀具特長是能在高溫下,高速、大進給地進行高效加工,應積極研發(fā)推廣應用,但這加工中也有一些必須注意的事項:第一,不能用它加工鈦合金。
鈦合金雖也為耐熱合金,廣泛用于航空工業(yè),它適應的溫度和加工條件遠比Inconel 718為,因此若以這種陶瓷立銑刀切削條件加工鈦合金,有可能引發(fā)火災,帶來危險,第二,陶瓷刀具加工必須使用高速條件Vc=350-1000。
不采用這樣的高速Inconel718反難切削,不以高速條件,刀具還會產(chǎn)生異常磨損,甚至發(fā)生折斷,第三,冷卻方式推薦采用吹冷風或完全干式,不要使用冷卻液。
因為這樣反會產(chǎn)生熱龜裂,吹風的方式也并非為了冷卻,而是為了吹除切屑,第四,推薦用于連續(xù)切削。
不要用于斷續(xù)切削,以免造成刀具折斷或壽命降低,第五,連續(xù)切削時,切削寬度可以逐漸增加,一開始就選最大厚度易造成刀具折斷或缺損。
第六,為使切削穩(wěn)定宜采取順銑方式,這不僅可以提高壽命,而且可改善防止切屑粘刀,第七。
立銑刀的夾持刀柄推薦使用吸振抗振性能良好的液壓刀柄,其次是滾柱鎖緊式銑刀刀柄,一般彈簧夾頭切削很不穩(wěn)定,不宜采用,第八,刀刃刀尖上加工中黏上粘結(jié)物時,不要強行去除。
這樣易損傷刀具,可允許帶著粘結(jié)物繼續(xù)加工,由于切削溫度高,粘結(jié)物會脫落,第九,用陶瓷立銑刀加工因切削溫度非常高,因此被加工零件的表面可能形成變質(zhì)層。
這可成為刀具異常損傷的原因,為避開變質(zhì)層,應確保精加工的余量大于0.3,而粗加工時,為避開加工硬化層切削深度可選得較大,第十,因為加工時產(chǎn)生高熱切削,必須采用有全護罩的機床。
加工前對機床內(nèi)部進行仔細清掃,確保無殘留可燃物質(zhì)殘留后,再開始加工,切削的難易程度若以含硫易削鋼易削指數(shù)為100計,奧氏體不銹鋼為45。
鈦合金中的Ti-6Al-4V為26,Inconel718為12,Rene 41則在5以下,可知難削性依次以大于2倍的比例增加,因此為了實現(xiàn)高效加工就必須采用特別抗高溫、硬度強度,一般材料的刀具會被很快磨損,無法保證其被持續(xù)使用。
在車、銑、鉆等不同的切削方式條件下,人們曾嘗試使用各種材料的刀具包括對CBN進行了試驗,也設計了多種結(jié)構(gòu)形狀來尋找能高效加工Inconel,一般在對高硬度材料、高速大進給加工,深雕加工時,直角頭立銑刀易產(chǎn)生缺損,圓弧頭抗缺損性能可大為提高,通過測定圓弧中心。
它可與球頭立銑刀一樣,利用CAD/CAM方法進行高效精加工,其中的4刃立銑刀容屑槽較寬大適加工型槽,6刃的容屑槽較小較淺,但芯部較粗壯,剛性高,刃齒數(shù)z增多了2齒。
可實現(xiàn)在同樣每齒進給量fz的條件下,進給加快、效率提高,因為每分進給量F=n×fz×z(n=立銑刀每分鐘轉(zhuǎn),在一定的每分鐘進給量條件下,刃齒數(shù)增多。
加工表面光潔度可提高,這種新開發(fā)的立銑刀刃齒呈螺旋狀,螺旋刃齒的特點是同時參與切削刀刃的長度較長,抗振性好,易排屑,刃齒的螺旋角大小設計也作出了細致考慮,螺旋角是刃齒與立銑刀軸心線間的夾角,螺旋角大易排屑振動減小。
但軸向的分力增大,在高速大進給高效加工Inconel 718時,切削力非常大有可能使刀具拔出脫落,其優(yōu)化了設計,使之既能保證高速高效加工,抗振排屑。
又可防止立銑刀的脫出,此外在立銑刀各部為提高自身的耐破損性能,設計時應盡量增強各部剛性,消除薄弱結(jié)構(gòu),在底刃處由于切削負荷大、溫度高且切削條件特別差,為避免刃齒損傷也特別注意了提高其剛性,大量的合金元素極大地提高了材料整體的熱強度和熱穩(wěn)定,雖然它們的含碳量不多。
但它能和合金元素形成多種穩(wěn)定高硬度的合金碳化物,它們以極微細的彌散狀態(tài)分布于晶界處,強化了晶界,有力地阻礙了在外力作用下晶面和晶界的滑移和變形,Inconel 718作為鍛件使用時通常要進行固溶。
這種處理使合金元素在一定溫度下固溶于基體金屬中,由于合金元素含量高,溶質(zhì)超過了固溶體溶劑的溶解度而使晶?;?,同時還形成結(jié)構(gòu)復雜硬度高、熔點高且彌散分布多種的化,使得整個合金組織致密。
再加上上述合金碳化物形成的晶界強化,極大地增強了位錯運動阻力,而顯示出其強度、硬度和熱穩(wěn)定性異常的高,它的抗氧化溫度可達900?℃~1100?℃,硬度達到HRC37-47。
可在高溫氧化氣氛或燃氣條件下工作,對它的加工方法目前多為先固溶熱處理后再進行切削加工,這樣可以減少加工后零件的變形,因此切削是在固溶處理后更硬、更強且更耐高溫的狀態(tài)下,再加上它極易加工硬化,所以它是特別難以加工的材料,航空發(fā)動機高溫高壓部分的零件必須采用各種超耐熱合金。
如:Inconel 718、Hastelly、Wa,其中鎳基的Inconel 718用得最多,這些材料含有多種合金元素,所占比例很高,如Inconel 718中Ni占50%~55%、C。
其他含有的合金元素還有Co、Ti、Al及Cu等,各種合金元素總量要占到80%以上,余下的占比量才是Fe和C等,本文介紹的是一個成功開發(fā)專用于Inconel 71,最近開發(fā)了用新型陶瓷(CERAMIC)材料制成具有,它們的直徑分別為6、8、10及12四種,采用陶瓷的原因是Inconel 718強度硬度高,熱穩(wěn)定性好。
在800℃左右仍可保持這種高性能,一般的硬質(zhì)合金在此溫度條件下,硬度強度下降許多,不能勝任高效切削,而這種陶瓷刀具在1000?℃甚至1400?℃仍能保,能以高出硬質(zhì)合金2~5倍的高速、較大的切削深度進行。
他們除了在選用新型陶瓷材料方面外,在立銑刀的結(jié)構(gòu)形狀與幾何角度設計等方面,也作了細致的考慮和改進,立銑刀采用圓弧頭型,即其頭部的轉(zhuǎn)角呈圓弧形,這樣就比球頭立銑刀頭部剛性大,可承受較嚴酷的切削條件且加工效率高。
cbn刀片適合加工什么材料
(2)高硬度鋼(硬度HRC45-68):如高錳鋼、,典型零件有軋制砂漿壁、高速鋼軋輥、淬硬齒輪/齒輪軸,對于高硬度鋼BN-S10、BN-S20、BN-S2,CBN刀片適合加工什么材料,車削加工是非常切削技術(shù)在機械加工中的應用,詳細分為粗車、精車、連續(xù)車和間歇車。
根據(jù)加工零件和外圓車刀、內(nèi)孔車刀、端刀等,CBN是聚晶立方氮化硼的縮寫,硬度很高,顯微硬度HV700~9800Mpa,與金剛石硬度相近,導熱系數(shù)高。
能承受高切削溫度,淬火鋼具有高強度、高硬度、低塑性、切削力大、切削溫,按照目前的加工工藝,CBN刀具非常適合加工淬火鋼工具,(3)普通灰口鑄鐵(HT150/200/250/3,Bn-s300和BNK30 CBN刀具可實現(xiàn)高速加。
cbn刀片適合加工什么材料,來源:www.wss.com.cn,(1)高硬度鑄鐵(硬度HSD75以上):如高鉻鑄鐵,典型零件有軋輥、工業(yè)泵等,高硬度鑄鐵BN-K1和BN-K10材料,CBN刀具具有顯著優(yōu)勢,(4) 其他難加工材料:如F51雙相不銹鋼、鐵基粉。
以及鎳基、鐵基、鈷基等高硬度堆焊/噴焊/激光熔覆/,BN-S300、BN-S200、BN-K50、BN,cbn刀片適合加工什么材料,車削淬火鋼的CBN刀具方案。
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