高溫合金是一種以鐵,、鏈條、鉆頭為基礎(chǔ)的金屬材料,，能在600噸的高溫下抗氧化或耐腐蝕,，并能在一定應(yīng)力下長期工作。因其合金化程度高,，在英美等國被稱為超級合金,。其主要特點(diǎn)是含有較多的高熔點(diǎn)、高激活能的合金元素,，具有優(yōu)異的熱強(qiáng)度,。GH3039是我國于1958年為配合航空發(fā)動機(jī)生產(chǎn)而開發(fā)的一種新型固溶強(qiáng)化鏈狀高溫合金。它通常用作燃燒室中的火焰管材料,。GH3039綜合性能優(yōu)異,，但切削加工性差，主要表現(xiàn)在切削力大,、加工硬化現(xiàn)象明顯,、刀具磨損快等方面。目前,，國內(nèi)外學(xué)者對GH 4169 (Ineel 718),、K24等高溫合金材料的切削性能、切削溫度,、切屑形成等進(jìn)行了深入的研究,。但是，目前還缺乏對切割GH3039的系統(tǒng)研究,。

GH3039高溫合金及常用刀具性能

GH3039是一種多元合金,，其主要化學(xué)成分如表1所示,。GH3039高溫合金切削性能差。為了保證表面加工質(zhì)量,，降低加工成本,，需要對其切削過程進(jìn)行分析和研究。

硬質(zhì)合金刀具具有良好的韌性和導(dǎo)熱性,，已廣泛應(yīng)用于切削高溫合金,。切削高溫合金材料時，這種材料刀具的切削速度范圍一般為10 -30m/min,。當(dāng)切割速度超過30m/min時,，切割區(qū)域溫度會升高，容易導(dǎo)致材料軟化,，刀片變形,，使刀具失效。

測試項目

切削試驗條件如表2所示,。在研究GH3039高溫合金的切削性能時,，應(yīng)選擇高于常規(guī)值的切削參數(shù)。圖1顯示了切削力數(shù)據(jù)采集設(shè)備,。領(lǐng)切法順磁性,，切鐵試驗過程如圖2所示。4因素4水平正交切削試驗方案及測量結(jié)果見表3,。

建立切削力的經(jīng)驗公式

影響切削力的因素有切削速度*,，每齒進(jìn)給量:，軸向切削深度,，徑向切削寬度q,，切削力的經(jīng)驗公式可表示為f = k，a,；,，經(jīng)濟(jì)人才B =北京；要記住(1)

其中k,，k,，k,，k代表校正系數(shù),。通過多元線性回歸分析，建立了GH3039材料切削力的經(jīng)驗公式,。利用多元線性回歸方法進(jìn)行擬合,，得出切削力的指數(shù)公式如下

Bi = 418。5044 AP-W,，A (2)

f,，= 314,。4126 AP 0 w4 AE * ' 6781(3)

f，=38,。7347^-'-4,850/ 5431 (4)

P = 455.0928a (5)

根據(jù)上述公式,，在用立銑刀切削GH3039高溫合金的過程中，沿*方向的切削力對切削力的影響最大,，其次是Y方向和Z方向,。根據(jù)切削力經(jīng)驗公式(5)可知，在高溫合金大徑向銳切削過程中,，軸向切削深度ap對切削力的影響最大(指數(shù)為o. 7855),。從圖3可以看出，當(dāng)每個齒進(jìn)給時當(dāng)切割速度* =40m/min,，徑向切割寬度a =0,。04mm和3。2mm,，切削力隨著切削深度的增加而逐漸增大,，切削力有明顯的上升趨勢。

徑向切削寬度%對切削力有第二個影響(指數(shù)為0,。7544).從圖4可以看出,，當(dāng)軸向切削深度ap=0。25mm,，每齒進(jìn)給量9 =0.04mm,，切削速度* =40m/min，切削力隨著徑向切削深度的增加而逐漸增加,，但增加幅度平緩,。

每齒進(jìn)給量對切鐵力的影響略小于前兩者(指數(shù)為0。5911).從圖5可以看出,，當(dāng)軸向切削深度ap =0,。25mm，徑向切割寬度% = 3,。2mm,，切削速度ve = 40m/min時，切削力隨著每齒進(jìn)給量的增加而減小,。

切削速度對切削力的影響與上述三個參數(shù)相反(指數(shù)為-0,。2086).從圖6可以看出，當(dāng)軸向切削深度ap = 0,。25mm,，徑向切割寬度ae =3。2mm，每齒的進(jìn)給率為9 = 0,。04mm,，切削力會隨著主軸轉(zhuǎn)速的提高而變化。

本文測量了高溫合金在大徑比切削過程中的切削力,，并利用最小二乘法建立了切削力的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?。公式表明，軸向切削深度對切削力的影響最大,，其次是徑向切削寬度和每齒進(jìn)給量,。隨著切削速度的增加，切削力減小,，但影響程度較小,。因此，在實(shí)際切削高溫合金GH3039時,，粗加工時應(yīng)采用較大的徑向切削寬度,。