銑削高溫合金GH3039刀具壽命預(yù)測(cè)及磨損機(jī)理

于鳳云, 王 菁, 熊 濤, 楊 偉

(1.黑龍江科技大學(xué) 研究生學(xué)院, 哈爾濱 150022; 2.黑龍江科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院, 哈爾濱 150022)

0 引 言

鎳基高溫合金是一種重要的高溫結(jié)構(gòu)材料,其主要成分由鎳、鉻、鎢、鈦和鋁等組成,具有獨(dú)特的高溫強(qiáng)度。因其具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、耐腐蝕及耐氧化等性能,適用于在850 ℃以下長(zhǎng)期使用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和動(dòng)力燃燒室的零部件制作[1-2]。高溫合金GH3039是一種典型的難加工材料,因其強(qiáng)度高、塑性大等特點(diǎn),在加工過程中會(huì)出現(xiàn)切削力大、刀具磨損嚴(yán)重等問題,導(dǎo)致切削效率降低、加工表面質(zhì)量差及加工成本的增加[3-4]。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)刀具磨損問題進(jìn)行了大量研究,張旭等[5]使用干式切削方法,進(jìn)行車削高溫合金 GH2132 試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)刀具的主要磨損形式為后刀面磨損、邊界磨損和前刀面磨損,主要表現(xiàn)為涂層材料的磨損及剝落。Wang等[6]采用干式車削的方法,應(yīng)用Al2O3基陶瓷刀具對(duì)高溫合金GH2132進(jìn)行車削試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn)刀具主要的磨損機(jī)理為黏結(jié)磨損,同時(shí)磨損邊緣還出現(xiàn)輕微的氧化磨損。Gholamali等[7]在高壓冷卻狀態(tài)下切削高溫合金Inconel 625,指出刀具發(fā)生氧化磨損,且刀具黏結(jié)層形成的速度與冷卻壓力有關(guān)。Dhananchezian[8]采用涂層刀具對(duì)Inconel 600進(jìn)行車削試驗(yàn),分析不同車削速度下的刀具磨損,表面在車削速度較低時(shí),刀具刀尖發(fā)生嚴(yán)重的磨粒磨損,速度較高時(shí),刀具表面材料損失較少。

目前,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)各種切削條件下刀具的磨損形態(tài)和磨損機(jī)理進(jìn)行了大量的研究,以及對(duì)涂層刀具車削和銑削過程中磨損機(jī)理及磨損形式研究比較多,但對(duì)銑削高溫合金GH3039時(shí)刀具磨損形式及磨損機(jī)理研究尚不完善,筆者對(duì)高溫合金GH3039進(jìn)行銑削試驗(yàn),研究銑削參數(shù)對(duì)刀具壽命的影響規(guī)律,探究刀具的磨損形貌及機(jī)理,以便在高溫合金GH3039銑削加工中合理選擇工藝參數(shù)及刀具材料,從而延長(zhǎng)刀具的使用壽命,提高銑削加工的效率和質(zhì)量,減少加工成本。

1 銑削試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)試件及刀具

1.1.1 試驗(yàn)試件

銑削試驗(yàn)所用工件材料為高溫合金GH3039,其化學(xué)成分見表1?？紤]材料本身尺寸及工件夾具限制,將工件尺寸定為100 mm×50 mm×15 mm,使用線切割機(jī)床切割后進(jìn)行打磨拋光,去除材料表面氧化物。

表1 GH3039材料的化學(xué)成分

1.1.2 刀具

考慮到高溫合金GH3039材料硬度高以及試驗(yàn)銑削行程較長(zhǎng)、試驗(yàn)組數(shù)較多等原因,試驗(yàn)采用涂層材料為TiAIN的鎢鋼立銑刀以增加銑刀硬度,銑刀直徑為φ6 mm,刃長(zhǎng)為15 mm,銑刀總長(zhǎng)為50 mm,齒數(shù)為4,螺旋角為55°。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)平臺(tái)由立式升降臺(tái)銑床XA5032、夾具、試件及刀具組成。采用奧林巴斯DSX1000數(shù)字顯微鏡觀測(cè)銑刀后刀面磨損狀態(tài)及磨損量,使用MERLIN Compact掃描電鏡觀測(cè)銑刀磨損區(qū)域的磨損形貌及磨損表面能譜。

1.3 試驗(yàn)方案

在影響刀具磨損諸多因素中,銑削參數(shù)的選取是其中一個(gè)重要影響因素。根據(jù)切削經(jīng)驗(yàn)及切削用量手冊(cè)[9],考慮實(shí)際設(shè)備條件,文中選取主軸轉(zhuǎn)速n、軸向切深ap、徑向切深ae和每齒進(jìn)給量fz為試驗(yàn)因素,據(jù)此設(shè)計(jì)四因素四水平的正交試驗(yàn)方案,表2為正交試驗(yàn)參數(shù)組合。銑削方式采取順銑、干式銑削,銑刀在工件上每銑完一個(gè)行程為100 mm,每組試驗(yàn)銑削總長(zhǎng)度為1 000 mm,更換新的銑刀進(jìn)行下一組試驗(yàn),銑削過程中記錄每組試驗(yàn)所用的銑削時(shí)間t。為便于測(cè)量,每組用線切割機(jī)床切掉銑刀銑削部分,使用數(shù)字顯微鏡測(cè)量每組刀具后刀面的磨損量ΔVB,試驗(yàn)結(jié)果見表2。

ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了刀具磨鈍位置,即測(cè)量切削深度1/2處的刀具磨損帶寬度,將其定義為后刀面磨損量的ΔVB值。當(dāng)加工精度要求較高時(shí),通常采用較小的磨鈍標(biāo)準(zhǔn),文中取ΔVB=300 μm作為銑削高溫合金GH3039銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。為減小測(cè)量誤差,每個(gè)刀齒后刀面磨損量經(jīng)三次測(cè)量取平均值,每組銑刀取后刀面磨損量最大的一組作為最終測(cè)量結(jié)果,如圖1所示。

表2 刀具磨損量測(cè)量結(jié)果

圖1 刀具后刀面磨損量測(cè)量示意Fig.1 Schematic of measurement of wear of tool flank

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 刀具壽命預(yù)測(cè)模型的建立

采用多元回歸法建立刀具壽命預(yù)測(cè)模型,通用的經(jīng)驗(yàn)公式為

(1)

式中:C──工況系數(shù)(與銑削方式、刀具材料等有關(guān)),待求;

αi──各因素指數(shù),i=1,2,…,5。

對(duì)式(1)的兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù),令α0=lgC,x1=lgn,x2=lgap,x3=lgae,x4=lgfz,x5=lgT,y=lg ΔVB則式(1)可以轉(zhuǎn)化為

y=α0+α1x1+α2x2+α3x3+α4x4+α5x5。

(2)

求解此多元線性回歸方程,得刀具磨損經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑?/p>

ΔVB=10-8.896 3n3.133 2ap0.009 4ae0.512 8fz1.842 7T1.812 2。

(3)

實(shí)際生產(chǎn)加工中使用刀具壽命預(yù)測(cè)模型。刀具壽命指的是在切削過程中新刀從開始到達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所使用的時(shí)間,由于文中磨鈍標(biāo)準(zhǔn)取ΔVB=300 μm,代入式(3)可得,刀具壽命經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑?/p>

T=1.707 7×106n-1.729 0ap-0.005 2ae-0.283 0fz-1.016 9。

(4)

由式(4)可知,隨著主軸轉(zhuǎn)速、軸向切深、徑向切深及每齒進(jìn)給量的增加,刀具壽命均有減小的趨勢(shì)。

選取表2中16組正交試驗(yàn)的銑削參數(shù)代入式(4)中進(jìn)行計(jì)算,求出刀具后刀面磨損量的預(yù)測(cè)值,將計(jì)算結(jié)果與表2中的后刀面磨損量的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果如圖2所示。

圖2 模型結(jié)果驗(yàn)證Fig. 2 Model result validation

由圖2可知,銑刀后刀面磨損量預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值較為接近,其中銑刀后刀面磨損量預(yù)測(cè)值最大值為263.31 μm,與實(shí)測(cè)值相差預(yù)測(cè)值相差68.15 μm,最小值為41.46 μm,與實(shí)測(cè)值相差3.2 μm,經(jīng)計(jì)算相對(duì)誤差范圍為8.35%～20.56%,相對(duì)誤差的平均值為14.62%,表明經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜏?zhǔn)確度較高。其中,第4組相對(duì)誤差最大為20.56%,主要是因?yàn)榈?組試驗(yàn)(n=475 r/min,ap=0.8 mm,ae=0.4 mm,fz=0.08 mm/z)中,軸向切深、徑向切深、每齒進(jìn)給量均達(dá)到了本次試驗(yàn)所規(guī)定的最大值,使刀具與工件接觸面大大增加,銑削過程中易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況導(dǎo)致銑刀所受沖擊力增大,銑刀磨損加劇,因此所測(cè)磨損量值與預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差較大。

2.2 銑削參數(shù)對(duì)刀具壽命的影響

依據(jù)式(4),已知其中任意三個(gè)銑削參數(shù),可得刀具壽命與未知銑削參數(shù)之間的關(guān)系,任選正交試驗(yàn)中一組參數(shù)代入分析。

2.2.1 主軸轉(zhuǎn)速對(duì)銑刀壽命的影響

銑刀壽命隨主軸轉(zhuǎn)速變化曲線如圖3所示。其中,ap=0.8 mm,ae=0.2 mm,fz=0.02 mm/z。

圖3 銑刀壽命隨主軸轉(zhuǎn)速變化曲線Fig. 3 Milling cutter life curves with spindle speed

由圖3可以看出,隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加,銑刀壽命下降較快。在475～800 r/min的速度范圍內(nèi)時(shí),銑刀壽命從3 723 s急劇下降到1 377 s,其原因在于隨著主軸轉(zhuǎn)速的升高銑削溫度逐漸上升,導(dǎo)致刀具粘結(jié)磨損加劇,銑刀磨損嚴(yán)重導(dǎo)致破損。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速增大到800 r/min以上時(shí),隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加,銑刀壽命下降趨勢(shì)有所減緩。

2.2.2 每齒進(jìn)給量對(duì)銑刀壽命的影響

為銑刀壽命隨每齒進(jìn)給量的變化曲線如圖4所示。其中:n=950 r/min,ap=0.8 mm,ae=0.2 mm。由圖4可知,隨著每齒進(jìn)給量的增加,銑刀壽命下降較快;當(dāng)每齒進(jìn)給量從0.02 mm/z逐漸增加至0.05 mm/z時(shí),銑刀壽命由1 023 s減至403 s。這主要是因?yàn)槊魁X進(jìn)給量影響切削層厚度,隨著每齒進(jìn)給量增大,銑刀切入工件的瞬間受到的沖擊力不斷增大,從而影響銑刀的使用壽命。

圖4 銑刀壽命隨每齒進(jìn)給量變化曲線Fig. 4 Milling cutter life curve with feed per tooth

2.2.3 徑向切深對(duì)銑刀壽命的影響

銑刀壽命隨徑向切深的變化曲線如圖5所示。其中:n=950 r/min,ap=0.8 mm,fz=0.02 mm/z。由圖5可知,銑刀壽命隨著徑向切深的增加呈下降趨勢(shì),下降趨勢(shì)平穩(wěn),原因在于徑向切深影響銑削面積,徑向切深越大,銑刀和工件接觸面越大,導(dǎo)致受力增大,使銑刀的壽命降低。

圖5 銑刀壽命隨徑向切深的變化曲線Fig. 5 Milling cutter life curve with radial depth of cut

2.2.4 軸向切深對(duì)銑刀壽命的影響

銑刀壽命隨軸向切深變化曲線如圖6所示。其中:n=950 r/min,ae=0.2 mm,fz=0.02 mm/z。由圖6可以看出,變化曲線近似為一條直線,隨著軸向切深的增加,刀具壽命幾乎不變,表明軸向切深對(duì)銑刀的使用壽命影響最小。

由上述分析可知,銑刀壽命隨著主軸轉(zhuǎn)速、軸向切深、徑向切深和每齒進(jìn)給量的增加均呈遞減趨勢(shì),其中主軸轉(zhuǎn)速對(duì)銑刀壽命的影響程度最大,其次為每齒進(jìn)給量和徑向切深,軸向切深對(duì)銑刀壽命的影響最小。

圖6 銑刀壽命隨軸向切深變化曲線Fig. 6 Milling cutter life curve with axial depth of cut

2.3 刀具磨損形貌及機(jī)理

為研究主軸轉(zhuǎn)速對(duì)刀具磨損機(jī)理的影響,采用單因素試驗(yàn)法,由于正交試驗(yàn)中,第四組刀具磨損量超過磨損標(biāo)準(zhǔn),為減小試驗(yàn)誤差,主軸轉(zhuǎn)速分別取750、950、1 180 r/min,軸向切深取0.6 mm,徑向切深取0.4 mm,每齒進(jìn)給量取0.04 mm/z。采用干銑削的方式進(jìn)行3組試驗(yàn),每組試驗(yàn)銑削總長(zhǎng)度1 000 mm。

為方便觀察立銑刀磨損區(qū)域的微觀狀態(tài),在試驗(yàn)結(jié)束后用線切割機(jī)床切下整體硬質(zhì)合金立銑刀銑削刃部分,并用酒精清洗,除去表面雜質(zhì)污垢,然后使用掃描電鏡(SEM)觀測(cè)銑刀磨損表面主要磨損形貌,采用能譜儀(EDS)觀測(cè)刀具磨損表面元素分布情況,結(jié)合磨損形貌分析刀具主要的磨損機(jī)理。切割后的銑刀如圖7所示。

圖7 切割后的銑刀Fig. 7 Milling cutter after cutting

2.3.1 刀具磨損形貌

3組銑刀磨損區(qū)域出現(xiàn)的主要磨損形式如圖8所示。

圖8 刀具各類磨損形貌Fig. 8 Various wear morphologies of tools

由圖8a可見,銑刀后刀面發(fā)生的均勻磨損現(xiàn)象,是由于高溫合金GH3039的銑削加工中,工件與銑刀相互摩擦導(dǎo)致的,這是一種正常的刀具磨損現(xiàn)象,但是,若后刀面過度磨損,會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)平臺(tái)出現(xiàn)不穩(wěn)定性,發(fā)生一定的振動(dòng),從而降低高溫合金GH3039加工表面的質(zhì)量。因此,需要適當(dāng)控制后刀面的磨損程度,以確保高溫合金GH3039銑削加工的質(zhì)量。

由圖8b可見,發(fā)生在銑刀后刀面的邊界磨損,邊界磨損是一種常見的刀具磨損形式,在銑削高溫合金GH3039過程中,銑刀后刀面處于銑削區(qū)域的部分會(huì)受到較大的應(yīng)力作用,與未參與銑削的部位形成較大的應(yīng)力差,從而導(dǎo)致銑刀后刀面工作區(qū)與未工作區(qū)接觸位置發(fā)生邊界磨損現(xiàn)象,嚴(yán)重的邊界磨損會(huì)降低高溫合金GH3039的表面加工質(zhì)量。

由圖8c可見,銑刀后刀面上發(fā)生的涂層剝落現(xiàn)象。在銑削高溫合金GH3039過程中,銑刀會(huì)受到周期性的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力,其中機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生于銑削過程中銑刀銑削工件時(shí)所受的力,熱應(yīng)力是由于銑刀表面溫度升高所引起,由于涂層在刃口處區(qū)域通常相對(duì)較薄,容易受到機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的影響,從而導(dǎo)致涂層的剝落。

由圖8d可見,刀具發(fā)生了崩刃現(xiàn)象,形成原因是銑刀局部產(chǎn)生的微小缺陷,而這個(gè)缺陷導(dǎo)致附近產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,使缺口進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)生崩刃現(xiàn)象。如果崩刃較小,則銑刀仍然可以繼續(xù)工作,當(dāng)崩刃達(dá)到一定大小時(shí),刀具會(huì)出現(xiàn)破損,銑削能力開始下降甚至報(bào)廢,對(duì)高溫合金GH3039銑削加工表面質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2.3.2 不同轉(zhuǎn)速的刀具磨損機(jī)理

采用掃描電鏡對(duì)3組銑刀后刀面磨損處進(jìn)行能譜分析,分析銑削高溫合金GH3039刀具磨損的機(jī)理。

(1)主軸轉(zhuǎn)速n=750 r/min

使用掃描電鏡觀察銑刀a的磨損情況如圖9所示。能譜儀觀測(cè)得到的A、B、C三個(gè)區(qū)域的能譜圖,如圖10所示。各區(qū)域內(nèi)元素種類及含量見表3。

圖9 銑刀 750 r/min SEM圖Fig. 9 Milling cutter 750 r/min SEM chart

由圖9a可看出,在高溫合金GH3039銑削過程中,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為750 r/min時(shí),銑刀的后刀面上出現(xiàn)了大量的劃痕,此劃痕是由工件與切屑的硬質(zhì)點(diǎn)所引起,且劃痕與銑刀相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向平行,表明此時(shí)刀具磨粒磨損比較嚴(yán)重,其原因在于銑刀和工件、切屑之間的不斷接觸和摩擦?xí)?dǎo)致銑刀表面溫度升高,在受到較大應(yīng)力的作用下,高溫合金材料中的硬質(zhì)點(diǎn)會(huì)在刀具表面留下微小的劃痕,最終導(dǎo)致刀具的磨粒磨損。

圖10 銑刀 750 r/min EDS能譜Fig. 10 Milling cutter 750 r/min EDS energy spectrum

圖9b中C區(qū)域?yàn)榈毒呶茨p區(qū),所測(cè)元素為刀具涂層材料組成成分,為分析刀具磨損機(jī)理提供對(duì)照。圖9b中A區(qū)域?yàn)殂姷兜那暗睹嫔细街酿そY(jié)物,圖10a為A區(qū)域的EDS的能譜圖,結(jié)合表3中元素含量可知,與C區(qū)域相比,黏結(jié)物A區(qū)域中出現(xiàn)高溫合金材料的元素如Ni、Cr、Fe等,且含量較多,其中,含量最多的元素為Ni,比重達(dá)到43.83%,因此可以得出,此時(shí)銑刀銑削區(qū)域表面發(fā)生了較嚴(yán)重的黏結(jié)磨損,銑刀在發(fā)生黏結(jié)磨損時(shí)在刀具表面會(huì)形成黏結(jié)層。

圖9b中B區(qū)域?yàn)楹蟮睹嬲Ｄp區(qū)域,結(jié)合EDS能譜分析及與元素含量發(fā)現(xiàn),并未測(cè)出銑刀涂層材料Al、Ti等元素,而含量最多的為刀具基體材料W元素,比重達(dá)到86.53%,說明此處銑刀發(fā)生正常磨損,涂層材料剝落露出銑刀本身的材質(zhì);同時(shí)觀測(cè)到B區(qū)域內(nèi)含有較少的O元素,說明B區(qū)域在發(fā)生黏結(jié)磨損的同時(shí),也發(fā)生了一定程度的氧化磨損。

表3 銑刀750 r/min表面的元素含量

(2)主軸轉(zhuǎn)速n=950 r/min

采用掃描電鏡觀察銑刀b的磨損情況如圖11所示。利用能譜儀得到的D、E兩個(gè)不同磨損區(qū)域的能譜圖如圖12所示。各區(qū)域內(nèi)元素種類及含量見表4。

圖11 銑刀 950 r/min SEM圖Fig. 11 Milling cutter 950 r/min SEM chart

由圖11a可知,刀具表面仍然存在黏結(jié)物,與第一組相比黏結(jié)物形狀與范圍有所減小,同時(shí)可看出,在銑刀上依然存在劃痕,但與第一組相比程度較輕,由此可得出,該轉(zhuǎn)速下刀具仍存在黏結(jié)磨損與磨粒磨損,但磨損程度較第一組都有所減輕。

圖12 銑刀 950 r/min EDS能譜Fig. 12 Milling cutter 950 r/min EDS energy spectrum

圖11b中,D區(qū)域?yàn)榈毒咭涯p區(qū)域,E區(qū)域?yàn)殂姷墩诎l(fā)生磨損的區(qū)域,結(jié)合表4與銑刀a磨損區(qū)域元素含量對(duì)比可知,D、E區(qū)域氧元素含量明顯增多,說明此組試驗(yàn)氧化磨損有所增強(qiáng)。對(duì)比D、E區(qū)域氧元素含量可知,E區(qū)域的氧元素含量大于D區(qū)域,說明E區(qū)域正在發(fā)生氧化反應(yīng),此時(shí)還可檢測(cè)出刀具涂層材料元素Al、Ti等,隨著氧化反應(yīng)的進(jìn)行,Al、Ti等元素與空氣中氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Al2O3、TiO2等氧化物,由于氧化物硬度較低,會(huì)在銑削過程中被破壞然后隨切屑一起流出,導(dǎo)致刀具基體材料露出。磨損后的區(qū)域D中不含涂層材料元素,且W元素與銑刀a中磨損區(qū)域B相比有所減少,這是因?yàn)樵豔發(fā)生氧化反應(yīng)生成WO3,導(dǎo)致W元素有所減少。

此外,由表4可知,D、E區(qū)域都含有少量的高溫合金材料的元素Cr、Ni等,說明此時(shí)工件與銑刀接觸表面發(fā)生了元素?cái)U(kuò)散現(xiàn)象,這是由于銑刀與工件接觸表面存在濃度梯度和化學(xué)勢(shì)差,在化學(xué)反應(yīng)的影響下,元素在材料之間發(fā)生擴(kuò)散,從而改變銑刀材料的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu),導(dǎo)致銑刀性能降低且易被破壞。

(3)主軸轉(zhuǎn)速n=1 180 r/min

采用掃描電鏡觀察銑刀在轉(zhuǎn)速1 180 r/min的磨損情況如圖13所示。圖14是利用能譜儀得到的磨損區(qū)域F的能譜圖,該區(qū)域內(nèi)元素種類及含量見表4。

圖13 銑刀1 180 r/min SEM圖Fig. 13 Milling cutter 1 180 r/min SEM chart

圖14 銑刀1 180 r/min EDS能譜Fig. 14 Milling cutter 1 180 r/min EDS energy spectrum

表4 銑刀950 r/min表面的元素含量

表5 銑刀1 180 r/min表面的元素含量

由圖12可以看出,銑刀表面劃痕較輕且沒有黏結(jié)物,說明此時(shí)黏結(jié)磨損與磨粒磨損開始減弱,結(jié)合圖13與表5磨損區(qū)域F的元素含量可知,磨損區(qū)域表面Ni、Cr、Fe等元素含量明顯增多,而刀具的基體材料W元素開始降低,說明此時(shí)擴(kuò)散磨損開始增強(qiáng),工件與銑刀材料的元素不斷在接觸表面相互擴(kuò)散;此外,F區(qū)域O元素含量高達(dá)18.19%,而刀具基體材料W元素大幅度降至13.55%,表明在主軸轉(zhuǎn)速為1 180 r/min時(shí)刀具銑削區(qū)域發(fā)生劇烈的氧化磨損。隨著擴(kuò)散磨損與氧化磨損的增強(qiáng),銑刀的強(qiáng)度開始下降,銑刀磨損加劇。

3 結(jié) 論

(1)在高溫合金GH3039銑削過程中,主軸轉(zhuǎn)速對(duì)刀具壽命影響程度最深,其次是每齒進(jìn)給量及徑向切深,軸向切深對(duì)其影響最為微弱。

(2)不同主軸轉(zhuǎn)速下銑削高溫合金GH3039時(shí),刀具磨損形式以后刀面磨損和邊界磨損為主的正常磨損,以及以涂層剝落、崩刃為主的非正常磨損。

(3)當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速較低時(shí),銑刀銑削區(qū)域主要以黏結(jié)磨損與磨粒磨損為主,同時(shí)還出現(xiàn)了輕微的氧化磨損。隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加,磨粒磨損與黏結(jié)磨損逐漸減弱,氧化磨損與擴(kuò)散磨損逐漸增強(qiáng)并占據(jù)主導(dǎo)地位。

研究結(jié)果能夠?yàn)楦邷睾辖餑H3039實(shí)際銑削加工中調(diào)整加工參數(shù)、優(yōu)選合適的刀具提供理論參考,最大程度地延長(zhǎng)刀具的使用壽命,提高了加工效率和降低生產(chǎn)成本,后續(xù)可對(duì)切削參數(shù)對(duì)刀具磨損各個(gè)階段的影響進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究。