用于难加工材料加工的专用槽形

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1、在金属加工中，有些材料特别难以切削。例如，ISO-S材料组中的两个子类钛合金和高温合金，就是难切削材料。根据实验，在相同切削条件下，这两材料的切削机理是完全不同的。位于图宾根的刀具专家瓦尔特公司通过优化断屑槽形，扩展了车削可转位刀片的应用范围。在实际应用中，钛合金和高温合金常常使用相同类型的刀片进行加工。但在ISO-M材料（不锈钢和耐腐蚀钢）的切削中已经得到了证明：所用的刀具材料和槽形需要有所区别才能更高效。StefanLenischenko（瓦尔特公司图宾根总部研发人员）说：“为获得最佳的切削性能和最高的刀具寿命，有必要为钛合金和高温合金分别制定加工方案。”对于钢和铸铁加

2、工，通用的可转位刀片可能是最经济的方法，但是在ISO-S材料范围内，专门的解决方案往往能获得更好的加工效果。要求这两种材料有一些性质是相同的：容易粘结，加工中易生成积屑瘤；它们是不良热导体，切削中生成的热量大部分流向切削刃。由于钛合金和高温合金的材料特性，在切削过程中，切屑的形状和磨损与一般切削加工是完全不同的。钛合金切削时容易产生由扩散引起的月牙洼磨损。刀片材料中的碳粒子流入切屑，可转位刀片受到侵蚀，切削区域会逐渐减弱。硬的锻造表面，材料的高强度增大了崩刃和塑性变形的危险。材料的弹性模量低，增大了振动的倾向。切削刃一但有积屑瘤形成，刀片很快就会崩刃。所有这些现象随着合金晶

3、相中的β相的百分比增大而增强。Ti6Al4V是广泛使用的材料，它同时含有α相和β相，是非常难加工的材料。新材料Ti-5553是一种商纯β相合金，它更加难切削，切削速度只有Ti6Al4V的一半。但是，令切削专家伤脑筋的材料特性却让结构工程师欣喜若狂：高强度材是飞机起落架零件和承载结构零件的理想材料。“越来越多使用β相钛合金这种趋势是我们将‘Sky.tec’可转位刀片推向市场的动力，”瓦尔特公司的产品经理解释说，“常规可转位刀片不能满足钛合金切削对刀片性能和刀具寿命的要求”。高温合金的加工也常常受到锻造表皮的困扰，同时它还受到材料易于受到冷作硬化的影响，特别切削过程中很大的切削

4、力会引起切削刃过载。对于锻造高温合金零件，例如航空工业中发动机典型零件，切削深度是变化的。在这样的情况下，难于选择合适的切削参数。StefanLenischenko强调说：“最佳切削参数的范围非常小。”高温合金也采用类似钢使用的方法，加以热处理。在高温合金的车加工的零件中，大约百分之八十都处于淬硬状态。加工人员面对的是40~45HRC硬度或1200-1600N/mm2的强度。切削刃的塑性变形，崩刃和沟槽磨损是刀片失效的主要原因。在高温合金切削过程中，切屑常常冲击可转位刀片的后刀面，形成很大的冲击力，刀片面临着崩刃的风险，加工硬化会引起的沟槽的磨损。风险叠加，一方面要求有刀片

5、有相对稳定的切削刃，另一方面，更加重要的是要求刀片有较为锋利的槽形。这就向研发人员提出了平衡这两种的要求的挑战。解决方案瓦尔特公司已经开发和推出了两组用于ISO-S材料的可转位刀片，每一组都有优化的槽形：用于钛合金的是Sky.tec系列三种槽形NFT、NMT和NRT；用于高温合金的NMS和NRS型槽形。开发的首要目标是极大程度提高刀具寿命和优化断屑能力，以弥补在加工ISO-S材料方面的不足。对于加工部门来说，切削过程中刀具破损引起的加工中断是不可接受的，这会导致昂贵的零件的报废。刀片槽型是根据字母识别的，字母T表示用于钛合金加工，字母S用于高温合金加工，F、M和R则代表加工

6、方法：精加工、半精加工和粗加工。N代表刀片后角基本形状。Sky.tec产品系列名称指示了应用的基本领域：航空工程。无论何处，只要有钛合金，一般来说就会伴随有高温合金。例如：燃气轮机，冷的一边主要用如Ti6AlV4之类的合金制造的，热的一边主要是用高耐热材料制造的，例如Inconel718。GerdKussmaul先生说：“我们是完整方案的提供商，我们的目标就是提供用于特殊应用领域的完整解决方案。Sky.tec槽形刀片是加工燃气轮机的首选。”所有用于ISO-S材料组的可转位刀片都有一个特点，就是稍微磨圆的刀尖圆角。这对切削刃承受切削力和散热是必不可少的。槽形的细微差别，决定了

7、刀片的不同应用领域。Sky.tec钛合金系列刀片具有专用的、窄的断屑槽，这是为了获得良好的车削加工断屑效果所采取的改动，能够显著地改变已经成形的切屑的形状，即使是在刀片磨损的状态下。NRT粗加工槽形的特点是有一个特别稳定的结构，倒棱较宽，这是控制月牙洼磨损的有效手段。半精加工NMT槽形稳定性好，曲线的切削刃，用以减小切削力，在不稳定零件或仿形加工中都表面稳定。NFT精加工槽形–优化的锋利切削刃，周边全磨削，保证切削的高精度。从外观上看，用于钛合金切削的可转位刀片并不突出。Kussmaul先生说：“常规的金色或香槟色