镍基高温合金工件异形孔加工工艺的研究

时间：2007年12月24日浏览：279次收藏分享：

摘要：根据航空发动机涡轮盘上异形孔结构复杂及镍基高温合金材料难加工的特点，采用钻削、铣削与磨削工艺的不同组合、选用新型涂层刀具和相应的切削参数进行了工艺试验。通过分析试验过程中刀具、砂轮的磨损(破损)情况及其对异形孔加工精度和表面粗糙度的影响，探讨了铣削、磨削加工镍基高温合金涡轮盘异形孔的可行性。研究结果表明，通过优化加工参数，涡轮盘异形孔钻削→铣削工艺可有效替代常用的电火花加工工艺。

1 引言

镍基高温合金(如In718、Waspaloy等)具有热稳定性好、高温强度和硬度高、耐腐蚀、抗磨损等特点，是典型的难加工材料，常用于制作涡轮盘等发动机关键部件。由于涡轮盘是航空发动机的关键部件之一，在应力、温度和恶劣的工作环境条件下容易产生疲劳失效，因此涡轮盘材料及制造技术是研制高性能航空发动机的关键。由于涡轮盘上的异形孔由若干圆弧和直线组成，形状复杂，加工时要求各组成段位置准确、过渡圆滑而不产生加工转折痕迹，表面粗糙度符合工艺要求，因此该高温合金异形孔的加工是涡轮盘加工的难点。目前，航空发动机制造商均采用电火花加工方法加工镍铬耐热合金异形孔，但是电火花加工过程中产生的热影响层难以用普通的磨削、研磨方法去除，往往需要用磨料射流等特殊工艺去除该变质层，加工效率低，生产成本高。因此，对高效低成本的镍基高温合金异形孔加工方法的研究越来越受到人们的高度重视。

本文通过钻削、铣削与磨削工艺的不同组合、选用新型涂层刀具及适当的加工参数加工镍基高温合金异形孔的工艺试验，讨论了用铣削和磨削加工方法代替电火花方法加工镍基高温合金异形孔的可行性。

2 工艺试验与分析

试验条件

切削试验在加工中心上进行，被加工异形孔的形状和尺寸见图1：异形孔的截面由6段圆弧和2段直线组成，孔深10mm。试验中分别采用以下工艺：①钻削Ø6mm圆孔→铣削异形孔；②钻削Ø6mm圆孔→磨削异形孔；③钻削Ø6mm圆孔→铣削异形孔→磨削异形孔。三种不同工艺过程的加工条件、工艺参数见表1。

表1
工序			刀具	切削参数
工序			刀具	切削速度 (m/min)	进给量 (mm/min)	切削深度 (mm)
钻削↓铣削	钻削		Ø6mm硬质合金涂层钻头	22	58	-
	铣削	铣孔1	Ø4mm多层PVD涂层球形铣刀，2刃，刃长25mm，铣刀总长100mm，柄部直径Ø6mm，直柄	52	333	0.1
	铣削	铣孔2 热门文章以轴承行业为例剖析机械制造业如何优化流程2010-09-10 如何选购数控钻床的钻头2010-05-15 数控刀具技术现状及发展2013-08-15 TLG型钢制拖链简介2013-08-15 CAD/CAM集成系统编程的基本步骤2010-12-14 新材料---合金钛锆锌介绍2013-12-12 行星减速机为您排优解难2011-11-09 光伏发电系统的总体效率取决于哪些因素？2013-12-13 简要说明跌落试验机日常护理2013-08-15 无机高分子结合剂磨具的设计原则和方法2010-07-13 业务咨询：932174181 媒体合作：2279387437 24小时服务热线：15136468001 盘古机械网－全面、科学的机械行业免费发布信息网站 Copyright 2017 PGJXO.COM 豫ICP备12019803号	Ø4mm多层PVD涂层球形铣刀，2刃，刃长25mm，铣刀总长100mm，柄部直径Ø6mm，直柄			0.1

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