航空典型零件切削加工刀具的选择

　　航空零件切削用刀具必须具备锋利的切削角度、强壮的切削刃口、耐热的表面涂层和不同于一般材料的切削加工方法等有利于降低加工区域温度和快速散热的有效因素。航空发动机典型零件主要切削刀具，基本以进口高性能切削刀具和非标专用刀具为主。

　　著名大型刀具企业都在不断改进各自的刀具材料、几何角度、涂层技术和难加工材料的加工方法，以满足航空业的要求。高效切削的关键技术是一系列高效刀具材料的合理应用及其对应的切削参数优化技术问题。

　　（1）选择刀具材料

　　刀具材料及其涂层技术的发展，促进了刀具切削速度的不断提高，刀具材料是影响刀具切削性能的关键。航空制造业所用刀具应具备优化的几何形状和刀具结构；高的硬度和耐磨性，具有高的强度和韧性等性能；具有良好的热稳定性和热硬性，具有良好的高温力学性能；具有较小的化学亲和力；更高的可靠性、更高的安装精度和重复定位精度；良好的断屑、卷屑和排屑性能，良好的互换性和快换性，形成系列化、标准化和通用化。

　　航空业典型零件常用刀具有硬质合金及其涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石（ PCD）刀具、立方氮化硼（CBN）、聚晶立方氮化硼（ PCBN）刀具等。

　　航空制造业用刀具既要适应设备状况，又必须兼顾航空零部件以及难加工材料的特点，同时还要实现高效切削。合理选择与被加工零件在机械性能、化学性能、物理性能相匹配的刀具，非常重要。

　　（2）刀具几何角度要合理

　　选择合理的刀具几何参数与切削用量，要做到既发挥刀具材料的切削性能，又保证一定的刀具耐用度，使切削畅快，获得较高的加工效率和加工质量。切削刃上任意点的切削性能取决于前角、后角、主偏角和刃倾角的几何参数值。刀具前角增大，刀具锋利，切削力减小，对减小零件变形有利，但前角过大会削弱刀尖的强度，主偏角增大，径向切削力减小，轴向切削力增大。可转位刀具发展的一个重要条件是刀片断屑槽型的开发。新型断屑槽结构不仅可起到断屑排屑的作用，而且可以有效降低切削力和切削热。

　　（3）优化切削用量，提高切削效率

　　加工效率和成本的高低有赖于切削用量的合理选择。制定切削参数就是要在已经选择好刀具材料和几何角度的基础上，确定切削深度进给量和切削速度。制定切削用量的原则是在保证加工质量、降低成本、提高生产率及不超过机床系统刚性的前提下，使金属去除率最大。在切削深度、进给量和切削速度中，对刀具耐用度影响最大的是切削速度，最小的是切削深度。因此确定切削用量时，应尽量选择较大的切削深度，其次选择进给量，最后再确定切削速度，这样可在保证一定刀具寿命的前提下，使金属去除率最大。

　　切削深度应根据加工余量确定，粗、精加工余量合理分配，不但要保证零件表面质量还要提高金属去除率。

　　切削深度选定以后，则应按表面粗糙度要求，根据零件材料、刀尖的圆弧半径、刀具副偏角、切削速度等选择进给量。应尽量选择较大的进给量，其合理的数值应当保证机床、刀具不致因切削力太大而损坏。

　　当切削深度与进给量选定后，应当在此基础上再选则最大的切削速度，此速度主要受刀具寿命、机床功率等因素限制。

　　（4）采用有效的冷却措施

　　切削介质冷却性能的好坏，首先取决于切削介质自身的性质，如导热系数、比热容、汽化热及汽化速度等；其次取决于切削介质的作用方式，如喷射流量、喷射速度、喷射角度等因素。切削加工中应该避免切削热引起的零件变形。湿式切削时切削液通常具有润滑功能、冷却功能、排屑功能和防锈功能。冷却方式一般分为外冷却和内冷却。内冷却是使切削液直接作用到切削刃上，消除了因调整冷却管而导致的停工时间。切削液得到有效和及时供应，带走了大量的切削热，也提高了刀具寿命。另外采用高压冷和超高压冷对提高刀具寿命和加工质量更为有利。高速切削难加工材料多采用低温风冷、低温微量润滑等干式、准干式切削方式。

　　总之，切削航空难加工材料时要围绕着新型刀具材料新型刃具结构、新型切削技术来优选刀具。

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