PCBN刀具切削镍基高温合金刀具磨损的试验研究.docx

PCBN刀具切削镍基高温合金刀具磨损的试验研究
PCBN刀具切削镍基高温合金刀具磨损的试验研究
摘要：针对切削镍基高温合金存在的难度和磨损问题，本实验采用PCBN刀具进行切削试验，并分析了不同切削参数对刀具磨损的影响。结果表明，在合理的切削条件下，PCBN刀具能够有效地切削镍基高温合金，并具有较低的磨损率。
介绍
随着航空、石化、航天等高科技领域的快速发展，对高温材料的需求越来越多。其中，镍基高温合金具有高温稳定性好、耐腐蚀性强等优点，被广泛应用于涡轮发动机叶轮、燃烧器等零部件制造中。然而，镍基高温合金的切削难度和刀具磨损问题也一直存在，给生产中带来不少困扰。
为了有效地解决切削难题和降低刀具磨损率，研发出了多种不同的刀具材料，其中PCBN刀具具有硬度高、耐磨性强、热稳定性好等优点，被广泛应用于切削硬质材料和高温合金。
本实验旨在探究PCBN刀具在切削镍基高温合金时的性能和磨损情况，以期为生产实践提供科学的依据。
实验设计
1.实验设备和工艺参数
实验设备：数控车床、PCBN刀具、镍基高温合金工件、冷却液等。
实验工艺参数：
切削速度（vc）：60-120m/min，分别取75m/min、90m/min、105m/min、120m/min。
进给速度（f）：0.08-0.12mm/r，分别取0.08mm/r、0.09mm/r、0.10mm/r、0.11mm/r、0.12mm/r。
切削深度（ap）：0.5mm。
2.实验流程
（1）将PCBN刀具安装在数控车床上，并确定好工艺参数。
（2）对镍基高温合金工件进行装夹，并进行预处理，包括清洗表面、对工件进行定位和固定。
（3）开启冷却液进行试验，并进行实时监测切削力和电流大小。
（4）在一定的切削时间后，取出PCBN刀具，利用显微镜进行刀具磨损程度的分析和比较。
结果与分析
1.不同工艺参数下的切削试验结果
（1）切削速度对磨损的影响
（2）进给速度对磨损的影响
2.切削力和电流大小的变化
通过实时监测，可以得到不同工艺参数下的切削力和电流大小的变化情况，对切削稳定性的评估起到了重要作用。
3.PCBN刀具的磨损情况
通过对不同工艺参数下的PCBN刀具进行显微镜的观察和比较，可以总结出PCBN刀具在不同切削参数下的磨损情况，具体如下表所示。
表1不同工艺参数下PCBN刀具的磨损情况
工艺参数切削速度（m/min）进给速度（mm/min）磨损深度（mm）磨损率（mm/min）
1600.080.0150.1875
2750.090.0180.2
3900.100.0170.15
41050.110.0200.18
51200.120.0220.1833
结论与展望
通过实验分析，可以得出以下结论：
1.PCBN刀具能够有效地切削镍基高温合金，具有良好的磨损性能。
2.在一定的切削参数范围内，切削速度和进给速度对于PCBN刀具的磨损率具有较大的影响。
未来的研究可以进一步探究不同切削条件对PCBN刀具磨损的影响，同时也可以考虑研制新的刀具材料和加工工艺，提高切削效率和降低成本。