|
|
马上注册，结识高手，享用更多资源，轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
高速切削加工刀具材料选用：! m$ X3 m) v8 z$ u3 O" j
' t! e' ~+ S; P 一、铝合金：" R# T+ E5 @; S; Q
! K; G/ ^0 D( g, r" F$ F3 k 1、易切削铝合金
7 ]1 f3 D" g9 E) Q4 i. V! K ~/ m
& }! ]0 H- \2 i( o0 ? 该材料航空航天工业应用较多，适用刀具有K10、K20、PCD，切削速度2000～4000m/min，进给量3～12m/min，刀具前角为12°～18°，后角为10°～18°，刃倾角可达25°。+ @5 n7 M5 r& m( ~
- s" y/ o3 P! Q, \' {5 M$ H3 x
2、铸铝合金% S" a4 @( j* |. R+ p
% f8 i7 y9 P1 o6 G) h0 b 铸铝合金根据其Si含量不同，选用刀具也不同，对Si含量小于12%铸铝合金可采用K10、Si3N4刀具，当Si含量大于12%时，可采用PKD（人造金刚石）、PCD（聚晶金刚石）及CVD金刚石涂层刀具。对于Si含量达16%～18%过硅铝合金，最好采用PCD或CVD金刚石涂层刀具，其切削速度可1100m/min，进给量为0.125mm/r。5 ?7 p7 o6 ^- o% _
$ P$ i5 ?5 M2 S4 i( W" `" h
二、铸铁：) i q7 J# g( a, c+ [
* Z$ b" l6 z' @$ B2 p3 M 对铸件，切削速度大于350m/min时，称为高速加工，切削速度对刀具选用有较大影响。当切削速度低于750m/min时，可选用涂层硬质合金、金属陶瓷；切削速度510～2000m/min时，可选用Si3N4陶瓷刀具；切削速度2000～4500m/min时，可使用CBN刀具。: ?5 E- ]1 J$ b# I* r. d
1 k+ ~; ?) T6 V$ W) e
铸件金相组织对高速切削刀具选用有一定影响，加工以珠光体为主铸件切削速度大于500m/min时，可使用CBN或Si3N4，当以铁素体为主时，由于扩散磨损原因，使刀具磨损严重，不宜使用CBN，而应采用陶瓷刀具。如粘结相为金属Co，晶粒尺寸平均为3μm，CBN含量大于90%～95%BZN6000V=700m/min时，宜加工高铁素体含量灰铸铁。粘结相为陶瓷（AlN＋AlB2）、晶粒尺寸平均为10μm、CBN含量为90%～95%Amborite刀片，加工高珠光体含量灰铸铁时，切削速度小于1100m/min时，随切削速度增加，刀具寿命也增加。! V, l: ?. m/ t* p% u6 V! q# f
+ E& o) b0 P; F/ O5 ]
普通钢( x: N/ h) K4 W) B- j
& o, X t0 f `8 x5 F6 b- S 切削速度对钢表面质量有较大影响，根据德国Darmstadt大学PTW所研究，其最佳切削速度为500～800m/min。$ a2 v7 i0 E9 i$ Y; C; E+ v, |4 F4 q
9 L9 A2 F4 S3 i% x; q; b 目前，涂层硬质合金、金属陶瓷、非金属陶瓷、CBN刀具均可作为高速切削钢件刀具材料。其涂层硬质合金可用切削液。用PVD涂层方法生产TiN涂层刀具其耐磨性能比用CVD涂层法生产涂层刀具要好，因为前者可很好地保持刃口形状，使加工零件获得较高精度表面质量。
$ ~8 A @; j) ` ]! a. R9 B. \
, l2 V% b" q2 H6 C3 Q1 `6 ^ 金属陶瓷刀具占日本刀具市场30%，以TiC-Ni-Mo为基体金属陶瓷化学稳定性好，但抗弯强度及导热性差，适于切削速度400～800m/min小进给量、小切深精加工；Carboly公司用TiCN作为基体、结合剂少钼多钨金属陶瓷将强度耐磨两者结合起来，Kyocera公司用TiN来增加金属陶瓷韧性，其加工钢或铸铁切深可达2～3mm。CBN可用于铣削含有微量或不含铁素体组织轴承钢或淬硬钢。
3 W7 I2 m7 C: d/ v6 @8 q" m+ ~' e U
三、高硬度钢：9 v, l5 c: _* W. D
- E% n4 ~/ k! ?+ s# v7 D7 R) {3 m
高硬度钢（HRC40～70）高速切削刀具可用金属陶瓷、陶瓷、TiC涂层硬质合金、PCBN等。2 }; x; G' I+ @; ]8 q1 F6 Z
$ d9 s9 o* q/ P1 m+ J 金属陶瓷可用基本成分为TiC添加TiN金属陶瓷，其硬度断裂韧性与硬质合金大致相当，而导热系数不到硬质合金1/10，并具有优异耐氧化性、抗粘结性耐磨性。另外其高温下机械性能好，与钢亲力小，适合于高速（200m/min左右）模具钢SKD加工。金属陶瓷尤其适合于切槽加工。
+ R# v6 m! g4 b
: P/ M) F. \0 i- H; a 采用陶瓷刀具可切削硬度达HRC63工件材料，如进行工件淬火后再切削，实现“以切代磨”。切削淬火硬度达HRC48～5845钢时，切削速度可取150～180m/min，进给量0.3～0.4min/r，切深可取2～4mm。粒度1μm，TiC含量20%～30%Al2O3-TiC陶瓷刀具，切削速度为100m/min左右时，可用于加工具有较高抗剥落性能高硬度钢。; t5 I2 x0 }' }/ T ] S2 o" ~
9 z+ {( }" X. n
当切削速度高于1000m/min时，PCBN最佳刀具材料，CBN含量大于90%PCBN刀具适合加工淬硬工具钢（如HRC55H13工具钢）。; _% ]0 p: Y: R9 P" v
; z0 @# ^$ f* q- Y( h
四、高温镍基合金：
& k4 G. U4 x3 q* w& ]4 i
9 b1 D2 t" g3 k! A5 S6 h Inconel 718镍基合金典型难加工材料，具有较高高温强度、动态剪切强度，热扩散系数较小，切削时易产生加工硬化，这将导致刀具切削区温度高、磨损速度加快。高速切削该合金时，主要使用陶瓷CBN刀具。, L; }+ ^0 A2 g2 y/ d
! V, W7 f/ ]8 f6 W* G ?+ u
碳化硅晶须增强氧化铝陶瓷100～300m/min时可获得较长刀具寿命，切削速度高于500m/min时，添加TiC氧化铝陶瓷刀具磨损较小，而100～300m/min时其缺口磨损较大。氮化硅陶瓷（Si3N4）也可用于Inconel 718合金加工。
1 E8 `/ p1 i- o/ T# F* r
' U1 G/ ~ ~. i; b" v6 T3 x 加拿大学者M.A.Elbestawi认为，SiC晶须增强陶瓷加工Inconel 718最佳切削条件为：切削速度700m/min，切深为1～2mm，进给量为0.1～0.18mm/z。+ [/ c+ `7 @& ^ m4 i
: p" m* t8 l8 x `
氮氧化硅铝（Sialon）陶瓷韧性很高，适合于切削过固溶处理Inconel 718（HRC45）合金，Al2O3-SiC晶须增强陶瓷适合于加工硬度低镍基合金。' A% `; v4 k4 u) }+ {5 q
& ~8 y& [; O: q+ N/ w& C% n% Q0 { 五、钛合金：（Ti6Al6V2Sn）% Z' N+ y. g+ g
: W" N b9 x3 |% f0 A& j# h 钛合金强度、冲击韧性大，硬度稍低于Inconel 718，但其加工硬化非常严重，故切削加工时出现温度高、刀具磨损严重现象。日本学者T.Kitagawa等经过大量实验得出，用直径?10mm硬质合金K10两刃螺旋铣刀（螺旋角为30°）高速铣削钛合金，可达到满意刀具寿命，切削速度可高达628m/min，每齿进给量可取0.06～0.12mm/z，连续高速车削钛合金切削速度不宜超过200m/min。: W8 c, g" m. w# ^- P' ~0 F
' I+ a: \" i& Y3 J. b3 i; l 六、复合材料：
; i# v; ~' B5 b7 F8 a
, r( I* t6 J0 { 航天用先进复合材料（如Kevlar石墨类复合材料），以往用硬质合金PCD，硬质合金切削速度受到限制，而900℃以上高温下PCD刀片与硬质合金或高速钢刀体焊接处熔化，用陶瓷刀具则可实现300m/min左右高速切削。 |
|
发表于 2010-8-7 23:53:24