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2017年5月19日

加工鈦合金刀具選用 ? - 加工中心

由于鈦合金具有比重小，比強(qiáng)度與熱強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性好，可以顯著地減輕產(chǎn)品重量，提高推重比、結(jié)構(gòu)的抗熱能力和可靠性，所以在航空、航天、石油、化工、造船等部門得到廣泛應(yīng)用，幾年來，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求，我們在鈦合金的切削加工工藝上進(jìn)行了一些探索，下面就此作一介紹。鈦合金簡介鈦合金是同素異構(gòu)體，在低于882℃時(shí)呈密排六方晶體，稱為α鈦，在882℃呈體心六方晶體，稱為p鈦，隨著添加其它合金元素的種類、數(shù)量不同，相變、溫度及相分含量也逐漸改變，從而得到不同的鈦合金，室溫下可分為α、（α+β）、β型三種?基本組織，各組織對應(yīng)的典型牌號(hào)有α鈦：TA6―TA8；α+β：TCl―TCll；β鈦；TBl―TB3。 (1)影響鈦合金切削加工性的因素鈦及鈦合金的切削加工，從切削的刀具耐用度、加工表面的質(zhì)量及切屑形成和排屑的難易程度等方面來衡量，鈦及鈦合金屬難加工材料。鈦及鈦合金的切削加工性比奧氏體不銹鋼還差，退火或固溶處理的鈦合金切削加工性優(yōu)于高溫合金，而經(jīng)時(shí)效處理后的鈦合金切削加工性和高溫合金差不多。鈦合金切削加工性差主要有以下原因：①導(dǎo)熱、導(dǎo)溫系數(shù)小，切削溫度高。鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)平均是工業(yè)純鈦的一半，導(dǎo)溫系數(shù)分別為鐵和鋁的1／4和1／16，因此在相同的切削條件下，鈦合金的切削溫度比45鋼高1倍以上。 ②切削變形系數(shù)小，單位面積上的切削力大。鈦合金的切削變形系數(shù)小于1或接近1，鈦合金切屑被主切削刃切離后，立即向上翻卷，使切屑與刀具前刀面接觸減少，刀具單位面積上所承受的壓力要比一般鋼材大得多，切削溫度急劇上升、③化學(xué)活性大。鈦合金在300℃以上高溫下極易與刀具材料“親和”，產(chǎn)生嚴(yán)重的粘刀現(xiàn)象o (2)刀具材料的選擇切削加工鈦合金的刀具材料，要求抗變強(qiáng)度高、硬度高、韌性好、熱硬性好、耐磨性好，還要散熱好，決不能用含鈦的刀具材料，因?yàn)楹伒牡毒卟牧显诟邷叵潞苋菀着c鈦合金親和，加劇刀具磨損。切削刀具要求刀面表面光潔，刃口鋒利。對多刃刀具，應(yīng)控制切削刃的跳動(dòng)量。綜合因素探討影響鈦合金切削加工的因素很多，要依據(jù)實(shí)際零件加工情況從各個(gè)方面進(jìn)行綜合分析，找出******途徑。下面介紹一下在加工TA7、TC4材料零件中采取的幾點(diǎn)措施。 (1)切削機(jī)床、夾具的選擇切削加工鈦合金應(yīng)選擇剛性好、功率大、具有大的變速范圍和進(jìn)給范圍的機(jī)床，以便于調(diào)整切削參數(shù)。切削加工前認(rèn)真調(diào)整機(jī)床導(dǎo)軌間隙，或單獨(dú)使用某一方向進(jìn)給加工時(shí)，最好將另一方向的螺母鎖緊，減少機(jī)床振動(dòng)；夾具剛性要好，使用圓工作臺(tái)時(shí)，應(yīng)將其間隙調(diào)好，螺母鎖緊。 (2)切削用量、刀具幾何參數(shù)選擇切削加工鈦合金時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮鈦合金切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高溫度的因素，由于切削溫度高，刀具磨損加快。切削溫度一般取值為：硬質(zhì)合金刀具切削溫度應(yīng)控制在600―800℃，高速鋼刀具切削溫度控制在450―560℃的范圍內(nèi)，還要嚴(yán)格控制切削用量，特別是切削速度不能高。在實(shí)際加工中要根據(jù)具體材料和不同加工工序進(jìn)行選擇，并使用充足的切削液，提高切削效率。