切削高温镍基合金用整体硬质合金立铣刀结构设计研究

切削高温镍基合金用整体硬质合金立铣刀结构设计研究

高温合金具有良好的耐热、耐高温的特性,近年来,现代工业中广泛使用该合金。在高温合金中应用最多的是Incolnel718,类似于我国的GH4169。

然而,镍基高温合金其可切削加工性极差,加工效率极低,为了满足现代工业的需求,改善其难切削加工性、提高加工效率势在必行。本文将整体硬质合金立铣刀铣削镍基高温合金GH4169作为探讨研究内容,从提升加工效率的角度出发,以设计出能有效提高铣削镍基高温合金GH4169效率的整体立铣刀结构作为研究目标。

首先,针对难切削材料镍基高温合金的加工特性,分析了铣削此种工件材料

的刀具材料应具备的性能,同时还介绍了立铣刀切削刃刃形、几何角度的定义以及选用原则。其次,针对整体立铣刀的关键部位—容屑槽,以微分几何、空间解析几何为理论基础,根据整体立铣刀与砂轮之间的相对运动关系,建立起空间任一

位置处容屑槽刃磨的数学模型。

借助MATLAB软件对所建立容屑槽的刃磨数学模型的正确性进行了实例验证,为整体立铣刀的实际加工制造提供了一定的依据。运用DEFORM-3D创建了与实际加工情况极为吻合的整体立铣刀立铣加工GH4169的三维铣削有限元仿真模型。

在此基础上,以切削力、切削温度为评价指标,分析了刀具几何参数对切削力、切削温度的影响规律,优化了立铣加工GH4169的整体立铣刀结构。针对该结构,讨论了能实现高效切削的铣削用量。