文档介绍：高温合金的高速经济性车削技巧
在车间车削具有高强度高韧性的高温合金零件,如果仅只是劳动力的输出,那还算得上是一件很好的工作,如果刀具再能较长时间的不需要进行更换等,那就更叫操作者欣喜。
Slabe机械公司(位于俄亥俄州的Willoughby)是一个多年来就以专门从事某些合金,如:Inconels、Waspalloys,以及其它高韧性金属等难加工材料零件加工而箸名的公司。其主要原因是他们已经熟练地掌握了最让操作者头疼的难加工材料的车削技巧,使用由他们选择或改进的刀具,可在加工中提高使用寿命,同时提高切削速度、节省加工时间。据有关部门统计表明,最近以来,他们仅在车削加工的费用方面,每年节约出7万多美元,极大地提高了该公司在激烈国际市场的竞争力。
  公司现有100多个雇员和350台机床,产品的加工与装配都通过ISO 9001:2000和AS 9100认证。主要产品是面向航空航天用涡轮发动机、液压伺服阀和其它医疗器械等精密加工市场。
  图示为使用一把由高硬度高韧性的材料制成、经优化设计几何形状和表面涂覆有TiAIN涂层为主要特点的高切削性能TauguTurn刀具,切削由高温合金制成的涡轮机零件。
找出最佳解决方案
  “各金属加工车间,为实现高速切削,努力寻找耐用度高的切削刀具,这已经是一种普遍现象。然而来自Slabe机械公司的经验表明,事实并非如此,普遍的规律却不适用于对高温合金的加工,”Ingersoll刀具公司 Jeff Hogya先生(以前也是Slabe公司的雇员)说,“当你在为车削高强度高韧性材料选购刀具时,千万不要让许多厂商说的能延长多少使用寿命的刀具搞得眼花缭乱,而忘记刀具的最大成本是用以提高切削速度,提高材料切除率的。因为提高材料切除率远比较长的刀具寿命使你获得更大的经济效益。”
  以前,Hogya先生作为一名Slabe公司的刀具工程师,曾被授权完成一项有关市场策划方面的课题,即为公司现场生产的100种高温合金零件的高效率生产,制订出最佳的解决方案。在长达8个月的时间内,他调研了几乎所有可供使用刀具的使用情况。然后进行严格挑选,并将选择好的刀具,用来对承接零件中生产数量最大的五种零件车削的全过程,进行了深入细致切削试验研究,最后圆满完成任务。
  经过大量切削试验研究表明,切削中使用由Ingresoll 刀具公司(在伊斯诺斯州的Rockford市)生产的 TaeguTurn新型刀具,经对其各项要求指标的测试都数最好。其中,可比规定的基准刀具提高50%到最高达6倍的使用寿命。“在评估程序中,规定的售后服务一项,Ingresoll 刀具公司也是最出色的。”Hogya先生说,“其它几家刀具提供厂商,有的只发贷给我们,有的放下贷就走人,而只有Ingresoll 刀具公司专门派出一名工程师协助我们的试验研究,帮了不少的忙。
  图为Jeff Hogya和Nick Valletta两位先生。使用新型刀具,对五种不同高温合金零件进行了比较性切削试验研究,找到了既能得到高生产效率,又能延长刀具使用寿命的合适切削速度进行加工。
  试验结果
  以下是Hogya先生等人对五种零件进行切削试验研究的结果:
选择175 ipr的进给速度。使刀具的使用寿命从原来只能加工2个增加到 12个零件。后来将切削速度提高到185 sfpm, ipr,则刀具的使用寿命为能加工10个零件,比原来提高5倍。生产效率提高12%。
  加工由Inconel 718 材料制成的制动手柄。,选择165 sfpm ipr的进给速度。使刀具的使用寿命从原来只能加工7个增加到 27个零件。后将切削速度提高到175 sfpm, ipr,则刀具的使用寿命为能加工25个零件。生产效率提高13%。
加工由Waspalloy材料制成的大径螺栓。,刀具使用寿命,在两种情况下得到提高。粗加工时,选择155 sfpm ipr的进给速度。使刀具的使用寿命从15个提高到能加工24个零件。精加工时,选择165 sfpm ipr的进给速度。使刀具的使用寿命从15个提高到能加工50个零件。在这种情况中,切削速度不能再提高,因为它是在双主轴车床上加工,加工时间取决于两个主轴的配合使用情况。
  加工Inconel 718制成的涡轮机零件。,粗加工选择165 sfpm ipr的进给速度。。使刀具的使用寿命从6个提高到能加工10个零件。精加工时,开始选择165 sfpm ipr的进