特种加工在切削加工中的研究和应用(四)

8.等离子弧切削加工它是在切削前,用等离子弧对工件待加工的表面加热,改变局部材质的物理——机械性能,使刀具易于切削。这种加工方法又称为热辅助加工。它具有切削力小、切削效率高、刀具寿命长等特点。等离子弧切削加工能对硬度HRC40～70金属材料和高温合金材料的工件进行加工,特     

浅谈航空发动机整体叶轮的加工方法

整体叶轮是航空发动机的核心部件之一,其结构复杂,叶片薄且扭曲大,叶片间隔小,特别是在高温、高压、高转速的条件下工作。通常采用钛合金、高温合金等高性能金属材料制造,这些材料极难切削,对此,浅述新型的加工工艺。     

加热切削中最佳温度及其控制的研究

一、前言加热切削尤其是激光加热是近年来出现的一种新型加工方式,为金属材料,特别是难加工材料的切削加工,开辟了一条新的途径。在这种新的具有重要实用价值的加工方式中,一个最关键最本质的问题是加热到一个什么最佳温度使金属材料具有最佳的可切削性,充分显示加热切削的优越性。我们在这方面不断进行了研究,探讨了金属属性、金相组织及结构,金属可切削性与温度这三者之间的关系。特别是通过金属材料超塑性变形的机理,进一步认识了温度对提高全     

可转位陶瓷圆弧刃端铣刀

随着科学技术的发展,各种机器不断对零部件的结构材料提出了新的技术要求。无论是脆性金属材料或是塑性金属材料。其材质本身合金元素比的增加,强度,硬度的提高,有些零件出于工艺或结构上的需要,必须在调质处理或淬硬以后再进行切削加工。另外,还有些材料是超硬的,耐高温或蠕变的高温合金,这样加工必然愈来愈难。而提高切削加工生产率,降低生产成本的捷径之一,是采用新型刀具材料或在刀具几何角度上进行改革。     

预应力切削镍基高温合金的试验研究

针对镍基高温合金在切削后加工表面分布严重的残余拉应力等问题,提出采用预应力切削方法,以实现在加工过程中主动控制加工表面残余应力分布状态;通过研制轴类零件的车床专用预拉伸装置,在0 MPa、150 MPa和300 MPa三种预应力条件下对高温合金轴件进行预拉伸处理;通过硬质合金刀具预应力切削镍基高温合金的对比试验,对三种预应力条件下的切削力、切屑形态以及表面完整性包括已加工表面残余应力、加工表面粗糙度、表面形貌和显微硬度等指标进行对比。结果表明：在一定范围内,采用预应力切削方法可省去加工后续的残余应力调整工序,并能在加工表面获得合适的残余压应力;残余压应力的值可通过调整施加的预应力大小来进行主动控制;与普通切削相比,预应力切削可得到均匀的锯齿形切屑,切削力没有显著增加;预应力切削可获得良好的表面完整性,且不会引来额外的加工硬化。     

金属材料切削加工性的热电识别法

本文在分析、讨论金属材料切削加工中热电特性的基础上,着重研究了如何利用金属切削加工中的热电参数及金属自身热电特性参数来表征金属材料的切削加工性问题。理论分析及试验结果都表明:金属材料的切削加工性可用金属材料切削加工中的热电参数Av与自身的热电特性参数Ks的综合作用指标Kv来表征。从而向传统的磨损试验方法提出了挑战。拓宽了金属材料切削加工性指标的追用范围。     

微切削镍基高温合金表面质量的研究

镍基高温合金是一种难加工金属材料,加工后表面质量很难保证。而表面质量是微切削加工追求的重要内容,其对加工后零件的耐磨性、耐腐蚀性和热传导性能都有很大的影响。在分析切削实验结果基础上,进行微切削仿真,深入研究镍基高温合金微切削时的表面质量。结果表明:微切削过程中切屑层晶粒破碎并由于产生的高温软化在前刀面形成积屑瘤,积屑瘤软化从下刀面流出,残留在加工表面形成硬点毛刺。由于微切削刀具刃口钝圆半径尺寸不能忽略,进而产生犁耕现象,即在进行微切削的过程中,钝圆前方的晶粒被刀具刃口挤压,压入加工表面,在加工表面形成凹陷。由仿真现象发现,锯齿形切屑的形成有利于减少犁耕现象。     

用于加工Inconel718的切削刀具发展现状

镍基高温合金Inconel718具有熔点高、热传导率低、加工硬化现象严重的特点,被认为是最难加工的金属材料之一。近年来,随着航空航天、能源动力技术的飞速发展,Inconel718高温合金的应用越来越多,其高速、高效切削的加工需求也日益扩张,其切削工艺的制定、尤其是切削刀具的选择越来越重要。本文综述了常用于加工In-conel718的刀具(高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼)及其涂层刀具的加工性能,分析了不同涂层对于刀具寿命和工件表面质量的影响,对硬质合金刀具和陶瓷刀具作了详尽的对比分析。最后,对高速钢、陶瓷、硬质合金和立方氮化硼刀具切削Inconel718的应用情况进行了总结,给出了Inconel718高温合金切削加工刀具选择的有益参考。     

改铣削为插削的创新1Crl5Ni4M03N难加工材料粗加工切削模式

近几年来,特种金属材料在航空产品中被广泛应用,比如钛合金、高温合金钢、不锈钢等材质,由于该类材料切削性能较差,给冷加工（尤其是数控加工）造成很多的难度。我们一般解决这一类问题都是从选择合适的刀具材质和类型、优化切削参数、改进工艺方法等方面人手,但我们在实际生产中,也发现改进切削路径模式也是一种行之有效的方法,比如,改铣削为插削,就可解决难加工材料粗加工大余量去除的难题。     

GH4169高温合金的加工策略

高温合金是一种在航天飞机、运载火箭和相控阵雷达等产品上得到广泛应用的难加工材料,选择合适的刀具材料和切削用量是进行优质、高效、低消耗的精益生产时遇到的技术瓶颈。针对GH4169高温合金进行了切削加工实验,探讨了不同刀具在加工高温合金时的切削温度与刀具磨损情况,并通过硬质合金、陶瓷刀具材料与GH4169工件材料的高温特性研究,得到高温硬度特性曲线。切削实验与高温硬度实验的综合研究结果表明,由于硬质合金的高温硬度衰减较快,硬质合金刀具加工高温合金时切削温度应不高于600℃,宜采用较低切削速度的加工策略以减缓刀具磨损;陶瓷刀具的高温性能优越,宜在切削温度高于700℃的条件下加工高温合金,即可以采用较高的切削速度实现高温合金的高效、高质量加工。     

镍基高温合金高速切削加工性

镍基高温合金具有优良的高温强度以及良好的热稳定性和抗热疲劳性能,广泛应用于航空发动机、燃气涡轮机等领域。但其可加工性极差,切削过程中刀具迅速磨损,加工效率较低。本文介绍了镍基高温合金高速切削加工性的研究进展,重点阐述了适宜高速切削镍基高温合金的陶瓷和PCBN刀具及加工参数,并总结了切削过程中刀具的失效形式和磨损机理,以及利用辅助加工方法等实现陶瓷刀具对镍基高温合金精加工的可能性。为高速切削镍基高温合金加工刀具的快速选择及加工工艺的改进提供了参考。     

水喷射切削

水喷射切削,或称水压机械加工是近年来出现的一种新的切削加工方法,主要用于加工非金属材料,如加工泡沫塑料、橡胶等。也可切削特别薄的金属材料。此法突出的优点是切口的精度和光洁度高、生产率高,并能防止加工中的粉尘污染。工作原理: 利用高压水泵产生的高压水(4000公斤/厘米~2),     

高温合金NiCr20TiAl钻削加工特性研究

高温合金是金属材料中最难加工的材料之一,使用M42高性能高速钢非涂层麻花钻,对变形高温合金材料NiCr20TiAl进行钻削加工.通过改变切削参数和冷却条件,对切削加工过程中刀具的寿命、切屑形态和刀具失效机理进行了试验研究.结果表明,高性能高速钢M42麻花钻主要的失效方式是后刀面磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损、沟槽磨损和崩...     

难切削金属材料零件热等静压近净成形工艺研究

镍合金和钛合金等金属材料,由于其性能优良,常用于航空航天领域重要零件的制造,但这些材料的机械加工工艺性差,加工困难。所研究的热等静压近净成形技术,建立在粉末冶金技术和现代模具设计与制造技术基础上,可在较低的温度和高的压力下,一次性成形出尺寸精度高、性能优良的复杂零件,可以解决难切削金属材料复杂零件加工困难和加工成本过高等问题,为难切削金属材料复杂零件制造提供了一条新的途径。     

不锈钢材料的切削加工技术研究与实践应用

在金属材料中不锈钢属于比较常见的难加工材料之一,不锈钢在切削加工中存在导热性差、切削热度高、韧性大、加工硬度大等问题,给切削加工带来一定难度。本文将详细介绍不锈钢材料的特性及切削加工的主要技术措施,并以把手为例分析不锈钢铣削加工方法。     

PCBN刀具高速切削镍基高温合金切削力及刀具磨损试验研究

高速切削加工过程中切削参数的选择对刀具切削性能具有较大的影响。镍基高温合金因在高温条件下仍具有较高的抗疲劳强度、屈服强度、抗拉强度等特点,被广泛应用于航空航天、船舶、核电等行业。但是镍基高温合金的切削加工性能差,主要表现在切削力大、切削温度高、刀具磨损现象严重等方面。本文从切削速度、进给量、切削深度等切削参数对切削力的影响进行研究,同时对PCBN刀具磨损形貌进行分析。采用PCBN刀具进行高温合金车削试验,得到PCBN刀具切削高温合金GH4169时切削参数对切削力的影响规律,并探讨不同刀具磨损形貌产生的原因,为高温合金高速切削加工参数制定及工艺优化提供一定参考。     

金属薄壁零件切削过程的三维仿真

根据金属材料切削加工有限元仿真建模理论建立了基于Deform-3D的金属薄壁零件切削加工有限元模型。通过仿真计算获取切屑形成过程、切削力变化曲线、切削区域应力分布云图、应变分布云图、切削温度场分布云图,并得出结论:仿真实验获得的切削过程参数值符合金属切削理论,仿真研究可行。借助仿真研究可在实际加工前预测切削过程参数值,对优化切削加工过程和提高薄壁零件加工质量具有重要意义。     

不锈钢切削加工

不锈钢属于常见的难加工金属材料,因其韧性大、切削热高、导热性差、加工硬化严重等特点,使切削加工十分困难。本文针对不锈钢材料切削加工的特点,简要介绍了不锈钢的种类和切削特点,以及刀具材料、刀具几何参数、切削用量、冷却润滑液的一些基本选择方法。     

B212新型高速钢

B212新型高速钢属于钨系高速钢,其化学成分如表所示。它具有较高的硬度,较好的红硬性和耐磨性等特点,能够加工硬而韧的材料,如超高强度及其它淬火的结构钢,也能切削难加工的材料,如高温合金、铁铝锰耐热钢和不锈钢等,用于加工硬度为HRC40～50的金属材料效果尤为显著,被     

清洁切削高温合金涂层刀具切削性能及加工表面完整性

针对高温合金高速干切削刀具磨损严重、加工表面质量差等突出问题,基于清洁切削技术,采用硬质合金涂层刀具进行高速铣削高温合金GH2132试验,研究干式切削、液氮不同喷射温度对涂层刀具切削性能以及加工表面完整性的影响规律,探究运用清洁切削高温合金来延长涂层刀具寿命和提高加工表面质量的可行性。研究表明：液氮低温切削GH2132时的切削合力随喷射温度的降低而增大,切削区温度在-150～-190℃喷射时已完全处于低温状态;随着液氮喷射温度的降低,刀具涂层剥落面积明显减小,且降低了黏结磨损和氧化磨损,在-150℃喷射条件下可获得较长的刀具寿命;加工表面粗糙度S_a在-30～-150℃喷射条件下获得较小值,随喷射温度的降低,加工硬化和残余拉应力分别增大和减小;与干式切削相比,液氮切削喷射温度在-150～-190℃下可显著延长涂层刀具寿命并提高加工表面质量。