使用圆刀片切削镍基合金(耐热超级合金)的三大优势。如何使用圆刀片切削镍基合金(耐热超级合金)等特殊材料?
喷气发动机上的一个大环,或一个罩子,需要在高达650摄氏度的高温下运行。用于油田井下作业的机械零件,需要在地下几百英尺的腐蚀性环境中工作。像这种在极端条件下使用的机械零件必须使用特殊材料镍基合金(耐热超级合金)来制造!例如航空航天和石油天然气公司的许多机械零部件都是使用镍基合金制成!
为了更好的切削加工这些特殊材料(如Hastelloy镍基合金,Monel铜镍合金,Waspaloy合金以及Inconel合金),应该选择更加适合的车削刀具圆刀片。
圆刀片相对于其它开关的刀片,有着更高的强度,而且可以采用比其它形状刀片高出20%的给进率来完成切削工序。提高给进率不仅减少了加工时间而且降低了加工费用。此外,圆刀片的使用寿命更长。采用圆刀片车削加工用来在特殊环境下工作的机械零件所节省的费用是惊人的!
实际加工成本的降低取决于车间的经常性开支、年产工件数量以及单件加工时间的缩短。
据天锐技术团队估计,圆刀片的进给率可比其它类型刀片提高20%,这取决于圆刀片的断屑槽。断屑槽可以根据不同的进给率来设计。他以一种具有零前角和槽型较宽的断屑槽为例,说明这种圆刀片可比具有正前角和较窄槽型的刀片采用更大的进给率。
圆刀片可以采用较大的进给率是因为其几何形状强度最高。肯纳公司全球加工技术高级工程师FrankBattaglia说,“切削刃的刀刃夹角越大,刀片本身的强度就越高。”他对具有不同刀刃夹角的各种刀片(夹角为100°、90°、80°和60°的刀片直到夹角为35°的VNG刀片)进行了比较,“当刀片夹角依次减小时,从刀片的一边到另一边的横截面积也依次缩小。而圆刀片实际上可使从切削刃一边到另一边的横截面积最大化。”他补充说,“对于圆刀片而言,切削刃受力处背后有更多的材料可以吸收切削力。”较高的强度使圆刀片在批量粗车加工锻件和铸件时表现优异,也使圆刀片比其它类型的刀片更不容易崩刃和破损。
圆刀片的高强度和较长的寿命意味着它更适合车削加工在航空航天、石油天然气行业常见的大型工件。山特维克可乐满的Tisdall说,“在各种形状的刀片中,圆刀片提供了最佳的刀具寿命和强度,因此,如果需要车削非常长的工件,采用一个圆刀片就能加工完整个长度。如果采用带角度的刀片,由于刀具寿命通常较短,因此必须在切削中途进行刀片转位”。
Graham说,“在航空航天业,通常需要加工一些大型锻件。”例如,为了用直径1220mm(厚度和宽度均为150mm)的毛坯车削加工出一个直径1016mm(厚度12.7mm,宽度50.8mm)的环,需要切除大量的材料,“此时,圆刀片非常有用,因为你可以采用很大的切削用量快速去除大量工件材料。”
在加工镍基合金时,必须考虑采用带负前角、零前角还是正前角的圆刀片?
根据Graham的看法,石油和天然气行业的零件制造商通常更愿意采用带负前角或零前角的圆刀片,因为这种角度可以提供更高的强度。这些企业也喜欢采用结实耐用的重载断屑槽。
Greenleaf公司的Hill补充说,负前角特别适合断续车削。“当圆刀片切入工件时,大部分切屑会冲击刀片的顶面,而该处正是圆刀片强度最高的区域。因此,在断续车削时,是用刀具强度最高的区域来应对最恶劣的加工状况。”
然而,负前角往往会产生较大的切削力,而这可能对一些特定的加工不利。为此,Hill推荐了正确的刀具几何形状,“在可能的情况下最好采用负前角刀片,因为它具有更高的强度和更好的经济性——负前角刀片通常都是双面刀片,具有更多切削刃可供使用。而在比较关注表面光洁度、刀具受力或积屑瘤的情况下,则应采用正前角刀片。”
用于轮廓仿形加工和窄槽加工时最常用的是7°正前角的RCMT圆刀片,圆刀片切削刃的钝化量不必过大,否则会产生较大切削力。