加工镍基合金铣刀的特点（二）

HEATS

　　刀具的使用

　　不管刀具设计得如何，或用什么材料制成，刀具的制造商都应该提供切削速度和每齿进给量的初始值。如果没有这些数据，就应该向制造厂家的技术部门咨询。厂商应该熟知他们的产品在进行全宽度开槽铣削、外廓铣削、插铣或斜坡铣削时的能力如何，因为许多标准铣刀大多数不能完成这样多的加工工序。比如，如果铣刀没有足够大的第二后角，则斜坡铣削的斜角就要减小。

( R$ [; V( I4 ~$ n" _ h! \' p; h$ i/ e; e& W

　　很明显，如果超出刀具的加工能力，将导致刀具的损坏。插铣也是一样，如果不能将切屑及时地从槽底排出，切屑将会受到挤压，之后刀具也将损坏。总之，铣削加工高温合金时，这些情况对刀具寿命都是不利的。

8 l9 a. T4 z9 v' _ / `5 o9 n# W# j5 p" ^4 K, r4 M

　　如果认为减慢进给速度可延长刀具寿命，那么事实证明，这种观点是错误的。典型的例子就是在切第一刀时，会发现材料相当硬。如果把进给量减小(如可转位铣刀的每齿进给量减至0.025～0.5mm)，刀具切削刃将强烈地摩擦工件，结果是刀具很快或是立即损坏。摩擦能引起工件表面的加工硬化，为避免加工硬化，切第一刀时应保持一定的切削负荷(0.15～0.2mm/每齿进给量)。

　　切削深度取决于多种因素，如刀具设计，刀片高度、卡具刚性、刀具总长、机床马力等。但当刀具的后角和前角为5°～11°正值时，最适于加工粘度大的材料。立铣刀的螺旋角应该在35°～50°之间。这些铣刀的倾斜刀刃有锯削作用，能形成理想的切屑并带走切削热。

$ Y* M+ @' a* e3 @8 }2 K) U. V

　　当然，铣削镍基合金时，选择适当的切削速度也非常重要。它决定了在切削区产生热量的多少。推荐的速度范围从较低的12～15m/min(对高速钢铣刀)到23～37m/min(对硬质合金铣刀)，再到180～245m/min或更高(对陶瓷铣刀)。增加进给量和切削深度也会增加切削热，因相应地增加了切削力和刀具与工件的接触面积。

　　根据铣削镍基合金时的应力和切削力，应选择由亚细颗粒硬质合金作为铣刀刀片的基体，并采用带有耐热性能的氮铝钛涂层。使用这类硬质合金牌号的刀片进行铣削加工，可取得很好的加工效果。在较低的切削速度下，采用碳氮化钛涂层进行加工，其效果也不错。

　　如果在加工中，刀具使用不当，即使用最好的基体和涂层，也不会取得好的加工效果。比如，在零件上要铣出一个深度为3.8mm的槽，想分三次走刀加工出来。一般在这个加工过程中CAM系统将显示为三次切深都一样。由于工件重复地接触刀具上同一部位，最终相同的切深将使涂层上产生一个缺口，一旦这个缺口划穿了涂层，就会损伤基体，致使刀具损坏。因此在铣削加工中，选取适当的切削深度(一般在0.5～0.75mm)，在铣削时，防止工件重复接触刀片同一部位，这样才能延长刀具的寿命。

　　切削热的影响

2 }; J' g7 D2 I5 T" o

　　在铣削镍基合金时，会产生大量的切削热。所以在加工时，应用充分的冷却液将切削区淹没，这对小直径铣刀容易实现，但对大直径刀具(如面铣刀)，切削时就不可能全部淹没，只能关掉冷却液，采用干铣方式。

　　当铣刀不能被冷却液覆盖时，热量在刀片上快速传入、传出，导致产生许多垂直于切削刃的很小裂纹，裂纹逐渐扩展，最终就会引起硬质合金碎裂。

　　有些场合可使用比较小的铣刀，加工时不用冷却液，如果刀具切削正常且刀具寿命有所改善的话，说明也能进行有效的干铣。

7 D2 A% M6 m Z1 @( z , v9 _, G/ a- c/ W( X9 F

　　因为医疗和航天工业中的零件常用镍基合金制造，使这种材料通常都附有认证文件，在这些文件中给出了这种特殊材料的化学结构，使我们在加工时可以知道铣的是什么材料。而应注意的是如何根据这类材料的成分选用适当的切削参数和切削方法。

/ X4 q0 v: a7 _4 y5 I2 X$ R0 N& X

　　正如前面所提到的，这一组金属的两个主要元素是镍和铬。当金属冶炼厂调整每种金属的百分比含量时，其耐蚀性、强度、硬度等特性都会改变，同样它的可加工性也会随之变化。

/ D4 W! a U9 u9 M* z9 v. A4 ?7 K- q

　　设计切削坚韧或硬质工件的刀具并不难，但要设计出二者兼备的镍基合金刀具却是不容易。对于这些合金你可能有自己的叫法，但只要你了解它的成分并使用适当的刀具，你就可顺利地铣削像Corp20、Rene41和Haynes242这样的材料。 & J5 W/ o6 Q M# ], s

- w& M. D' o: F