粉末冶金镍基可磨蚀封严材料零件的机械加工方法

摘要

本发明公开了一种粉末冶金镍基可磨蚀封严材料零件的机械加工方法，属于金属切削加工方法；旨在提供一种刀具损耗小、加工成本低、加工效率以及产品合格率高的高耐磨性材料零件的机械加工方法。其技术方案包括粗加工、半精加工、精加工；粗加工是采用线切割的方法去除坯料表面的大部分余量；半精加工是采用磨削的方法去除工件表面的部分余量，为精加工作准备，所采用的砂轮是粒度为8～12的白刚玉砂轮；精加工是采用车削的方法去除工件表面的剩余余量，达到图纸设计要求，所采用的刀具是金刚石笔。本发明刀具损耗小、加工效率高、产品质量好、产品合格率高，可适合于加工粉末冶金镍基可磨蚀封严材料制作的各种零件。

说明书

技术领域：本发明涉及一种机械零件的机械加工方法，尤其涉及一种高耐磨性材料机械零件的机械加工方法。

背景技术：粉末冶金镍基可磨蚀封严材料是一种用于制造航空发动机零件的新型材料，其牌号为：FY02-04；该材料由于具有优良的抗氧化、可磨蚀、抗燃气烧蚀以及抗热震等性能，其工作温度可达到750℃，因此被广泛用于制造航空发动机零部件。然而，目前采用该材料制造的机械零件尚无一套完整的机械加工方法，传统机械加工方法存在的主要问题是：车刀磨损严重、刀具消耗量大、加工成本高，产品质量差、合格率和生产率低；为此，必须研制出一套用于加工该材料零件的机械加工方法。

发明内容：为了克服现有技术中存在的不足，本发明旨在提供一种刀具损耗小、加工成本低、加工效率以及产品合格率高的粉末冶金镍基可磨蚀封严材料零件的机械加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它包括粗加工、半精加工、精加工；其中：

粗加工是采用线切割的方法去除坯料表面的大部分余量；

半精加工是采用磨削的方法去除工件表面的部分余量，为精加工作准备；所采用的砂轮是粒度为8～12的白刚玉砂轮；

精加工是采用车削的方法去除工件表面的剩余余量，达到图纸设计要求；所采用的刀具是金刚石笔。

所述金刚石笔为人造金刚石笔。

与现有技术比较，本发明具有以下优点：

①由于粉末冶金镍基可磨蚀封严材料具有良好的导电性能，因此在粗加工阶段采用线切割方法能够快速的去除坯料表面的大部分余量，既有效地保证了加工质量、又提高了加工效率；

②根据粉末冶金镍基可磨蚀封严材料具有良好的可磨蚀特性，在半精加工阶段选用具有良好容屑作用的大气孔、粗粒度的白刚玉砂轮进行磨削加工，能够有效地降低砂轮的磨损、减少休整砂轮的次数；

③在精加工阶段选用通常用来修整砂轮的金刚石笔作为刀具进行车削加工，既能够有效地减小刀具的磨损、降低刀具损耗，又可提高产品质量和加工效率。

下面是采用传统的车削加工方法和本发明方法分别加工航空发动机的零件——封严块衬套所取得的部份对比试验数据：

表1

序号设备加工刀具  加工  数量加工表面工件加工效果结论1车床德国瓦尔特外圆刀片、瑞典山特维克外圆刀片  1件外圆刀尖磨损严重，无法实现正常加工。工件外圆形状呈正锥形，尺寸变化大、质量不稳定，不能满足产品要求，产生废品3件。2车床台湾正河源外圆刀片、日本东芝外圆刀片  1件外圆刀尖磨损严重，无法实现正常加工。3车床美国肯纳外圆刀片  1件外圆刀尖磨损严重，无法实现正常加工。4车床美国肯纳外圆刀片——用于加工陶瓷材料  1件外圆刀尖迅速磨损，单个零件加工需要10片。刀片损耗大，成本高，无法实现正常加工。5车床以色列伊斯卡外  1件外圆刀尖磨损严重，工件外圆形状呈正锥形，

圆刀片单个零件加工需要8片。尺寸变化大，质量不稳定，不能满足产品要求，产生废品1件。6    车床东芝立方氮化硼刀片  1件外圆刀尖迅速磨损，单个零件加工需要10片。刀片损耗大，成本高，无法实现正常加工。7    车床国产YG8、YW13刀片  1件外圆刀尖磨损严重，无法实现正常加工。产生废品1件

表2

  序  号  设备  加工  数量  加工表面工件加工效果结论  1  线切割机  1件  外圆、内孔、  两端面实现正常加工，质量稳定。单件线切割时间需4小时。加工面形状规则，尺寸一致，质量稳定，满足产品要求，工件合格品3件。  2  外圆磨床  1件  外圆面实现正常加工，质量稳定。单件磨削时间需4小时外圆形状规则，尺寸一致，质量稳定，满足产品要求，工件合格品3件。  3  车床  1件  外圆、内孔、  两端面实现正常加工，质量稳定。单件精车时间需1.5小时。外圆、内孔、端面加工形状规则，尺寸一致，质量稳定，满足产品要求，零件合格品3件。

其中，表1是采用传统的车削加工方法加工封严块衬套所取得的部份试验数据；表2是采用本发明方法加工封严块衬套所取得的部份试验数据。从表1和表2可以看出，采用传统材料的刀具对材料牌号为FY02-04的工件无法进行正常的机械加工、工件不能满足设计要求；而采用本发明方法以后，工件完全能够达到产品设计要求，合格率为100％，从实际应用情况来看，本发明已经取得了良好的技术经济效果。

附图说明：

图1是本发明方法所加工零件的结构示意图。

图中：外圆面1  右端面2  内圆面3  左端面4

具体实施方式：下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：

结合图1，具体的加工步骤为：

1.坯料  外圆面1的直径为50mm、内圆面3的直径为41mm、左端面4与右端面2之间的距离为40mm；

2.粗加工线切割外圆面1、内圆面3以及左端面4、右端面2，并保证外圆面1的直径达到48mm、内圆面3的直径达到43mm、左右两端面的距离达到36mm；其中，设备采用普通的线切割机床，切削速度为1mm/min；

3.半精加工  磨削外圆面1，保证外圆面1的直径达到47mm；其中，设备采用普通的外圆磨床，砂轮采用粒度为8～12的白刚玉砂轮；砂轮的切削速度为1400～1600r/min、切削深度为0.01mm、走刀量为5mm/r，工件的转速为15～30r/min，磨削时采用普通的乳化液冷却；

4.精加工车削右端面2、掉头车削左端面4，保证量端面的距离达到35mm；车削外圆面1，保证外圆面1的直径达到46.5mm；车削内圆面3，保证内圆面3的直径达到42mm；其中，车床采用通用车床，车刀采用人造金刚石笔，切削速度为175r/min、切削深度为0.15mm、走刀量为0.08mm/r。