合(he)理的(de)(de)刀(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)选型和(he)优化的(de)(de)加工(gong)方(fang)法,对于(yu)提(ti)高(gao)加工(gong)效率和(he)延长刀(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)寿命非常(chang)重要,特别是在加工(gong)难加工(gong)材料航空零部件时更为重要。一种高(gao)品质的(de)(de)难加工(gong)材料刀(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju),必须具(ju)(ju)(ju)(ju)备超细(xi)晶粒刀(dao)具(ju)(ju)(ju)(ju)基(ji)体、锋(feng)利的(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)角度、强壮的(de)(de)切(qie)削(xue)(xue)刃(ren)口、耐热的(de)(de)表面涂层等(deng)。
首先,充分(fen)的(de)冷却(que)(que)、适当的(de)加工(gong)线速度、有(you)效(xiao)(xiao)的(de)断(duan)屑、合理的(de)刀具(ju)包角(jiao)对于(yu)(yu)控制刀尖温(wen)度非常有(you)效(xiao)(xiao)。对于(yu)(yu)同时具(ju)有(you)内冷却(que)(que)的(de)CNC机床和刀具(ju),应该尽(jin)量使(shi)用最利于(yu)(yu)降温(wen)的(de)内冷却(que)(que)功能,以便使(shi)强有(you)力的(de)高(gao)压水(shui)流带(dai)走大量的(de)切削热,确保加工(gong)区域保持(chi)在一定的(de)温(wen)度范围内。即使(shi)没(mei)有(you)内冷却(que)(que)功能的(de)机加工(gong)设(she)备(bei),也建(jian)议使(shi)用外传(chuan)内冷却(que)(que)刀柄,同时增强冷却(que)(que)压力,改善冷却(que)(que)效(xiao)(xiao)果。
其次,适当地控制(zhi)(zhi)刀具的(de)(de)切(qie)削(xue)力和切(qie)削(xue)速度,也(ye)是降低加工(gong)区域温度、延长刀具寿命最有效的(de)(de)方法(fa)之一。通(tong)常加工(gong)难加工(gong)材料(liao)一般均采用(yong)精(jing)磨(mo)的(de)(de)刀具刃口、较小的(de)(de)切(qie)削(xue)深度和切(qie)削(xue)宽(kuan)度。根据不(bu)同的(de)(de)难加工(gong)材料(liao)、零件结构和加工(gong)设(she)备等因素(su),选(xuan)用(yong)合(he)理的(de)(de)切(qie)削(xue)线速度非常重要。在通(tong)常加工(gong)中镍(nie)基合(he)金(jin)应控制(zhi)(zhi)在20~50m/min,钛合(he)金(jin)应控制(zhi)(zhi)在30~110m/min,PH不(bu)锈钢(gang)应控制(zhi)(zhi)在50~120m/min。
第三,对于同样(yang)的机床和(he)(he)零(ling)件(jian),加(jia)(jia)工难(nan)加(jia)(jia)工材料的方(fang)法会大(da)大(da)影响刀(dao)具(ju)的加(jia)(jia)工效(xiao)率(lv)和(he)(he)刀(dao)具(ju)寿命。无论(lun)是采用摆线加(jia)(jia)工、螺旋插补和(he)(he)大(da)进(jin)给铣削(xue)方(fang)式,其目的都是降低(di)切(qie)(qie)(qie)削(xue)力(li)、减小(xiao)(xiao)切(qie)(qie)(qie)削(xue)区温度(du)。摆线切(qie)(qie)(qie)入(ru)法可最大(da)限度(du)减小(xiao)(xiao)切(qie)(qie)(qie)削(xue)区,使得(de)刀(dao)具(ju)的实际(ji)切(qie)(qie)(qie)削(xue)包角最小(xiao)(xiao),延长刀(dao)具(ju)每齿的散热时间;螺旋插补使得(de)每齿切(qie)(qie)(qie)削(xue)量相对均匀,特别是在(zai)拐角处最为明显;大(da)进(jin)给切(qie)(qie)(qie)削(xue)方(fang)式,以小(xiao)(xiao)的切(qie)(qie)(qie)深、大(da)的进(jin)给有效(xiao)地(di)减小(xiao)(xiao)了切(qie)(qie)(qie)削(xue)力(li),使得(de)加(jia)(jia)工中(zhong)产生最小(xiao)(xiao)的切(qie)(qie)(qie)削(xue)热,加(jia)(jia)工区域温度(du)最低(di)。
第四,保(bao)证加(jia)(jia)工中断(duan)屑(xie)(xie),也是控(kong)制温升的有(you)效途径(jing)。一般在(zai)金属加(jia)(jia)工中大(da)量的切(qie)削(xue)热产(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)切(qie)屑(xie)(xie)上(shang),有(you)效地断(duan)屑(xie)(xie)会使(shi)加(jia)(jia)工中产(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的大(da)量切(qie)削(xue)热被切(qie)屑(xie)(xie)带走。通常情况(kuang)下(xia),在(zai)加(jia)(jia)工中我们不希望有(you)长的切(qie)屑(xie)(xie)产(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)。对于难加(jia)(jia)工材(cai)料的加(jia)(jia)工更应该注意,特别是对于粗(cu)加(jia)(jia)工工序,在(zai)整个加(jia)(jia)工系(xi)统(tong)刚性允(yun)许的情况(kuang)下(xia),应尽量使(shi)其在(zai)整个加(jia)(jia)工过程中产(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)断(duan)屑(xie)(xie),尽量采用逆铣方式,使(shi)形(xing)(xing)成的铁(tie)屑(xie)(xie)由厚变薄,并且铁(tie)屑(xie)(xie)形(xing)(xing)状(zhuang)为“9”字(zi)形(xing)(xing)、“6”字(zi)形(xing)(xing)或“C”字(zi)形(xing)(xing)。
第五,加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)中(zhong)(zhong)保(bao)持(chi)适当(dang)(dang)的(de)有(you)(you)(you)效(xiao)刀具(ju)包(bao)角(jiao),使(shi)得刀具(ju)的(de)每(mei)一个(ge)有(you)(you)(you)效(xiao)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)齿能够最大(da)限(xian)度地保(bao)证(zheng)最长(zhang)冷却(que)时(shi)间。加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)中(zhong)(zhong)保(bao)持(chi)适当(dang)(dang)、合理地刀具(ju)有(you)(you)(you)效(xiao)包(bao)角(jiao),非常有(you)(you)(you)利于(yu)(yu)提高难加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)材料的(de)切(qie)削效(xiao)率、延(yan)长(zhang)刀具(ju)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)寿命,对(dui)于(yu)(yu)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)难加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)材料零件极(ji)为重要。刀具(ju)有(you)(you)(you)效(xiao)包(bao)角(jiao),反映到切(qie)削参数上与切(qie)削深度Ap和切(qie)削宽(kuan)度Ae以(yi)及(ji)刀具(ju)直径Dc有(you)(you)(you)着(zhe)直接的(de)关系。特(te)别是(shi)在(zai)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)难加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)材料时(shi),应尽(jin)量避免满刀切(qie)削。在(zai)实际加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)中(zhong)(zhong),刀具(ju)的(de)切(qie)削包(bao)角(jiao)每(mei)增大(da)一倍(bei),刀具(ju)寿命会减少约30%。
总之,难(nan)(nan)加(jia)工(gong)(gong)材料零(ling)部件必须具有高(gao)(gao)(gao)硬度、高(gao)(gao)(gao)强度、高(gao)(gao)(gao)韧性(xing)和高(gao)(gao)(gao)耐磨性(xing),对于具有这些特性(xing)的新(xin)型难(nan)(nan)加(jia)工(gong)(gong)材料,其机(ji)加(jia)工(gong)(gong)性(xing)能差、加(jia)工(gong)(gong)难(nan)(nan)度大、加(jia)工(gong)(gong)效率低、刀具成本高(gao)(gao)(gao)。这样(yang)一(yi)来难(nan)(nan)加(jia)工(gong)(gong)材料零(ling)部件对机(ji)加(jia)工(gong)(gong)刀具提出(chu)了更(geng)高(gao)(gao)(gao)地要求。