高效、低耗上压式机夹车刀的研制.pdf

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1、笺论坛嘲uM高效、低耗上压式机夹车刀的研制ResearchofHigh-·EfficiencyandLow-ConsumptionUppressingClampedLathe中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司工装制造厂徐岩张川庞继有刘洪革徐岩中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司工装制造厂技术专家。长期从事发动机零件难加工材料非标刀具的设计研究工作，曾获先进技术个人等称号。在K465镍基高温合金材料的环块类零件加工中，结合环块类零件的结构特点和材料特性，研制开发了上压式机夹车刀，在实际试验加工中做

2、到了高效、低耗，并获得了理想的加工质量。温合金零件加工成本高、周期长、刀具消耗极大的问题更显突出，在实际生产加工中找出这些问题形成的原因，提出可行的刀具研制方案，并在切削加工中加以验证。在K465镍基高温合金材料的环块类零件加工中，结合环块类零件的结构特点和材料特性，研制开发了上压式机夹车刀，在实际试验加工中做到了高效、低耗，并获得了理想的加工质量。本机夹车刀的研制，解决了K465难加工材料加工效率低、加工零件结构及材料性能成本高的瓶颈难题。做到有所发展被加工零件由27个外环块在与创新，同时为公司机夹刀具国产化咖73

3、0ram内圆上组成的环状组合件，奠定了基础。切削过程是典型的断续切削，加工部随着新型发动机的快速发展，高位为37个篦齿环形槽(图1)。52航空制造技术·2013年第6期镍基铸造高温合金材料K465是一种综合性能好的航空发动机叶片材料，该材料可在1000℃以下的发动机工作环境下长期使用，一般用于航空发动机的涡轮叶片和导向叶片的制造。它以多种金属元素综合强化，具有较高的高温强度。国外K465(米C6Y—B14)材料，在俄罗斯主要用于燃气涡轮转子叶片、高低压涡轮导向器叶片制造，这些零件一般都采用磨削或特种工艺加工。镍基铸造

4、高温合金K465其主要化学成分见表1，拉伸性能见表2。断续加工了37处环形蓖齿槽存在冲击力大、刀具易崩刃、切削效率低等问题。加工此槽一般在数控立车上采用进口可转位机夹车刀加工，F。Jturec洲哪酬未来刀具37槽r≮1w／U／l-V／／／V∥Ⅵ、V∥＼纫∥Y／／／U_／／．Y‘-30。I

5、．且XN谢l∑所有槽／U‘'。o．3端55喘7。1．3、，2、36处图1篦齿环形槽放大图这类刀具只能单刃切削，而单刃只能切削一个蓖齿槽，每次换刀片都需要停机、拆卸、装刀，由于被加工零件处于半成品状态，安装刀片时都要进行严格的找整、对

6、刀等，导致加工周期长；由于材料的强度高、塑性大、加工硬化严重的影响，加工过程切削力大、切削温度高，切屑粘刀；刀具加工过程中磨损剧烈，零件为块类组合件加工时为断续切削状态，加快刀具磨损，产品表面质量和精度不稳定，难以保证质量；另外在加工过程中刀具磨损严重反复换刀，切削效率非常低，加工成本非常高，刀具消耗极大。按这样的方式力n_-E无法满足小批量生产的要求所使用的单刃刀具。上压式机夹车刀的设计结构为解决单刃切削加丁效率低等问题，采取了两种设计方案。方案I：将零件37篦齿环形槽分3次加工成型的13槽多刃切削成形样板刀。方案

7、Ⅱ：一次加工成型的37槽多刃切削成形样板刀。上压式机夹车刀杆材料选用40Cr合金T具钢，其优点是淬火变形小、淬透性高，硬度为HRC40～45。上压式机夹车刀因为刀片平放，需在刀杆上做出8。前角刀槽及后角12。，刀杆与硬质合金刀片相配合的刀槽为间隙配合，深度与刀片厚度相匹配，刀杆侧面的基准面用于装夹刀片找正。I型槽刀杆做一个M6螺纹孑L；1I型槽刀杆较宽，考虑刀片压紧牢固，做两个M6螺纹孑L，见图2。机夹车刀压板，材料选择同刀杆，压板与刀杆接触表面为平面。压紧表面为7。斜面，刀片靠刀杆槽装夹定位，拧紧螺钉，压紧刀片。刀

8、片材料选用YDl5，合金类别属于(WC—Co)超细晶粒合金⋯，该合金结构细而均匀。具有很高的韧性，良好的耐热性、导热性、较为突出的焊接、刃磨性，适应于；0n-E钛合金、高温镍基合金及冷硬铸铁。在硬质合金的基础上，涂上一层几微米的高硬度，高耐磨的金属化合物氮铝化钛，这种刀具材料既有基本的韧性，又有很高的表面硬度，大大扩大了表1K465化学成分研材料牌号CQ她CoMo柚TiWB，O．1～0．189．5～11．O余9．5～10．53．5～4．25．0～5．82．0-2．94．5～5．20．015～0．026K465ZrFP

9、BiMnSiPSPhO．05～0．1≤0．5≤㈣I≤O．5≤0．3≤0．02≤O．0l≤O．0005涂层刀片的应用范围和切削性能的提高。为保证刀片的制造质量，刀片槽型的加工采用慢走丝线切割加工，有效克服快走丝线线切割电极丝往复高速移动(可达每秒数米)，容易引起电极丝抖动和使用加T过程的排屑方式发生变化，会在加工表面的进给方向形成凸凹不平的斑马条