改善难加工材料可加工性方法的研究进展

《改善难加工材料可加工性方法的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、改善难加工材料可加工性方法的研究进展珠State··of-the--ArtMethodsforImprovingtheMachinabilityofDifficult··to·-MachineMaterials哈尔滨理工大学高效切削与刀具国家工程实验室翟元盛胡静姝李玉甫翟元盛工学博士，硕士生导师，现任哈尔滨理工大学机械动力工程学院副教授。主要研究方向为高效切削机理及加工过程控制．主持1项国家自然科学基金项目。参与1项国家自然科学基金青年项目．发表文章10余篇。随着航空航天业和核能工业的发展，难加工材料如钛合金、高温合金等被越来越广泛地应用⋯。因为高温合金

2、具有较高的高温强度，抗氧+黑龙江教育厅科学技术研究项目“核电材料高效插铣力学建模及有限元分析”(12511090)资助。44航空制造技术·2014年第12期本文叙述了航空航天难加工材料钛合金和高温合金加工方法；并从优选刀具材料、选择合适的刀具几何参数、采用优化的加工工艺参数、选择合适的铣削加工方式和针对难加工典型零件设计新型刀具5方面讨论了提高难加工材料切削效率的方法。化、抗热腐蚀、抗疲劳和断裂韧性等综合性能良好，且能够在6000C以上长时间保持良好性能，所以该类材料被广泛应用于航空航天、舰船及化工等行业。高温合金的切削加工性差主要表现在：(1)高温强度

3、高，切削力大；(2)热导率低，加工过程中切削温度高达1000oC；(3)刀具磨损严重，在高温高压下，造成刀具的粘结磨损和扩散磨损。钛合金比强度高、耐腐蚀和耐高温等良好性能使其成为飞机发动机零部件的材料。钛合金也是一种难加工材料，其切削温度较高、加工变形系数小使得刀具易产生磨损。因此，加工钛合金的切削速度一般在40m／min以下，这影响着切削钛合金的加工效率。材料可fiat性的分析方法国内外学者对材料可加工性评价和分析方法有6种。(1)单一指标评定方法：根据刀具寿命或刀具寿命下所能达到的切削速度、切削力或切削温度、切削加工后工件的表面质量、切屑控制或断屑的

4、难易程度等单一指标来评价材料的可加工性。(2)相对加工性方法：以正火状态下的中碳钢45钢为基准来评价其叫。c㈨。。M未来刀具他材料的可加工性。(3)模糊综合评判方法：利用材料性能参数如硬度、抗拉强度、延伸率及导热率等作为影响材料可加工性的主要性能指标，根据其对可加工性的影响，然后用模糊综合评判方法对材料的可加工性进行综合评价12】。(4)利用切削加工过程的材料及工艺参数(工件材料的物理机械性能指标、刀具材料及刀具的几何参数等)对影响参数(刀具的磨损、切削力的大小、加工后的表面精度和尺寸精度)影响评价材料的可加工性。(5)利用切削加工过程输出参数评价材料的

5、可加工性，基于切削力和表面粗糙度利用加权因子来评估钢件可加工性的方法【3】。(6)利用相位图方法，确定影响难加工材料可加工性的5个关键物理机械性能指标，即硬度、延展性、加工硬化、导热性及磨蚀性【4】。难；ba'r材料加工方法1高压喷射冷却加工山特维克可乐满公司采用高压冷却技术冷却液直接喷向刃口区域，降低切削区域温度，使易于卷屑，从而达到控制切屑的目的。在切削速度相同的情况下，其金属去除量增加50％；若切削速度提高20％，金属去除量同时增加20％。对于钛合金等难加工材料的切削，在用普通切削液加工时，由于切削热量多、切削温度高且集中于切削刃附近，易于形成月牙

6、洼磨损15J。在切削钛合金时，采用高压内冷刀具，冷却液通过高压喷射到切削区域，直接对切削点的刀尖进行冷却，降低切削刃的温度和减轻刀具磨损，同时高压液体打碎切屑并及时将切屑排走。而且冷却液还可起润滑的作用，减少刀具和工件之间的摩擦、使切削力降低，利用这种方法可提高刀具寿命，降低刀具成本，而且良好的断屑和排屑效果能够改善零件的加工质量【6】。2微量润滑切削加工微量润滑切割(MinimalQuantityLubrication，MQL)是一种应用较广的准干式切削方法，它在压缩空气中混入微量的无公害油雾，代替大量油剂对切削区域冷却、润滑和排屑。研究表明MQL技术

7、可以有效地减轻刀具、切屑及刀具、1Jn-r表面之间的摩擦阻力，降低最高切削温度、减小刀具磨损、提高加工表面质量作用盯l。南京航空航天大学李新龙以钛合金TC4的高速铣削为对象，高速铣削力和刀具磨损特性分析表明，利用低温氮气和微量润滑剂能够有效地抑制加工区的温升、降低切削力、延长刀具的使用寿命及提高加工表面精度18l。李克强采用气雾微量润滑辅助PCD刀具切削钛合金，并改善钛合金的切削加工工艺【9I。气雾微量润滑辅助PCD刀具切削钛合金装置如图l昕示一图1气雾微量润滑辅助PCD刀具切削钛合金装置3加热辅助切削加工加热辅助切削是通过等离子或激光加热源，把工件的整

8、体或局部加热到一定温度后再进行切削加工的方法。通过等离子加热源对切削区域局部加热