[发明专利]一种采用陶瓷刀片的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种应用于数控卧车的、加工高温合金的机械加工领域，特别涉及一种采用陶瓷刀片的加工方法。 

背景技术

高温合金优良的性能把问题和费用显现在刀具上，这些难加工材料的切削，与切削普通钢件相比，需要消耗更多的能量，在切削区产生很高的切削温度，因此需要使用能降低切削温度和耐高温的刀具。要实现高温合金的高效切削，刀具材料的正确选择是第一个重要问题，不同的刀具材料有不同的适用情况。刀具材料只有和合理的几何参数，好的刀具结构，合理的使用方法等因素完美结合才能充分发挥出其应有的性能。 

硬质合金刀具的工作温度应在800°C以下，高于这个温度刀尖的强度就会急剧下降，切削效率降低甚至不能完成正常切削。我们在现场经常遇到此类现象，当转速达到一定数值时，刀尖磨损会非常严重，必须降低转速才能保证正常工作。而由于陶瓷材料的熔点高，在1200°C时仍能保持硬度，而在该温度下被切下的废屑早已软塑，非常易于切削。以GH4169为例，通常情况下，硬质合金刀片能够承受的切削线速度为25-35m/min，而陶瓷刀具的切削线速度可达250-450m/min。低于600°C时，硬质合金刀片的韧性及冲击力远远高于陶瓷刀片，凭借其比被加工材料高得多的硬度值，能够完成正常切削。而陶瓷刀片在此温度下会表现得非常糟糕，由于其质脆及耐磨性差等特性，在低温下很容易出现打刀现象，或者根本不能完成切削。因此陶瓷刀具完全不适合于超级合金的切削。 

众所周知，数控卧车的刚性远远不如数控立车，陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性好、耐热性好等优点以及脆性较大、强度较低等缺点。所以机床的刚性不好，将直接导致刀片碎裂，不能完成切削。 

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提出一种采用陶瓷刀片的加工方法，通过给出选择切削参数、确定走刀路线的方法，解决了高温合金加工的瓶颈问题。 

本发明的技术方案是这样实现的：一种采用陶瓷刀片的加工方法，其特征在于：包括以下步骤： 

步骤1：当高温合金难加工时，采用陶瓷刀片在卧车上对零件进行加工； 

步骤2：对陶瓷刀片进行选择，方法为：首先陶瓷刀具应与工件相匹配；如果加工空间允许，则选用大直径圆刀片进行切削；如果是车外圆和端面或大直径零件的内孔，则选择负前角刀片进行切削，如果零件型面有凸台或凹槽，而且凸台或凹槽的圆角半径小于圆刀片半 径，则先用圆刀片切削大部分余量，再用尖刀或槽刀片去除圆角处的余量； 

在下次切削前，应检查是否需要更换刀片：粗加工时应充分利用已崩刃的刀片，不要匆忙决定放弃该刀片； 

步骤3：确定切削参数及走刀路线，对零件进行切削； 

(1)若零件为T型板，则先采用陶瓷刀片去除余量进行半精加工，再采用合金刀片进行精加工；陶瓷单片的切削参数设置为： 

线速度的范围为：370m/min～420m/min； 

进给速度的范围为：0.15mm/rev～0.23mm/rev； 

切深的范围为：0.5mm～1.2mm； 

(2)若零件为镍基高温合金，则陶瓷刀片进刀时采用斜向切削工艺或变切深切削，陶瓷刀片的切削参数设置为： 

线速度的范围为：370m/min～420m/min； 

进给速度的范围为：0.15mm/rev～0.23mm/rev； 

切深的范围为：0.5mm～1.7mm； 

(3)含钴元素的铸造高温合金环块,其中钴元素的含量占14%～16%，该零件结构是大直径小弦长的环块，加工时将多块零件组成的一个圆环，并没有头尾吻接，零件之间留有间隙；陶瓷单片的切削参数设置为： 

线速度的范围为：790m/min～820m/min； 

进给速度的范围为：0.15mm/rev～0.23mm/rev； 

切深的范围为：0.5mm～1.7mm； 

步骤4：实时调整工况，保证陶瓷刀片的正常工作。温度低于600°C，则采用提高切削速度的方法，使切削过程产生足够的切削热，保证切削点的温度在600°C以上； 

在加工镍基高温合金零件时，陶瓷刀片的沟状磨损现象发生在切深线上，即沟状磨损达到最大的同时后刀面磨损也达到最大，沟状磨损扩展至刀片1/3的厚度上时，沟状磨损或崩刃会出现在切削区域内，此时，需采用提高切速或降低进给或两者同时调整的方法，来纠正陶瓷刀片的磨损；