CNC加工廠與你分享鈦合金的切削加工（一）。

      機械加工合金以其比強度高機械性能及抗蝕性良好而成為飛機及發(fā)動機理想的制造材料，但由于其切削加工性差，長期以來在很大程度上制約了它的應(yīng)用。隨著加工工藝技術(shù)的發(fā)展，近年來，鈦合金已廣泛應(yīng)用于飛機發(fā)動機的壓氣機段發(fā)動機罩排氣裝置等零件的制造以及飛機的大梁隔框等結(jié)構(gòu)框架件的制造。我公司某新型航空發(fā)動機的鈦合金零件約占零件總數(shù)的11%。 本文是在該新機試制過程中積累的對鈦合金材料切削特性以及在不同加工方法下表現(xiàn)出的具體特點的認識及所應(yīng)采取工藝措施的經(jīng)驗總結(jié)。1機械加工鈦合金的切削加工性及普遍原則，鈦合金按金屬組織分為a相b相a+b相，分別以TA，TB，TC表示其牌號和類型。我公司某新型發(fā)動機所用材料為TA，TC兩種。般鑄鍛件采用TA系列，棒料用TC系列。 特點及切削加工性。比強變高鈦合金密度只有5g/cm3，比鐵小得多，而其強度與普通碳鋼相近。機械性能好鈦合金熔點為1660℃，比鐵高，具有較高的熱強度，可在550℃以下工作，同時在低溫下通常顯示出較好的韌性。抗蝕性好在550℃以下鈦合金表面易形成致密的氧化膜，故不容易被進機械零部件加工公司步氧化，對大氣海水蒸汽以及些酸堿鹽介質(zhì)均有較高的抗蝕能力。 另方面，鈦合金的切削加工性比較差。主要原因為導(dǎo)熱性差，致使切削溫度很高，降低了刀具耐用度。600℃以上溫度時，表面形成氧化硬層，對刀具有強烈的磨損作用。 塑性低硬度高，使剪切角增大，切屑與前刀面接觸長度很小，前刀面上應(yīng)力很大，刀刃易發(fā)生破損。彈性模量低，彈性變形大，接近后刀面處工件表面回彈量大，所以已加工表面與后刀面的接觸面積大，磨損嚴重。鈦合金切削過程中的這些特點使其加工變得分困難，導(dǎo)致加工效率低，刀具消耗大。cnc加工廠根據(jù)鈦合金的性質(zhì)和切削過程中的特點，加工時應(yīng)考慮以下幾個方面盡可能使用硬質(zhì)合金刀具，如鎢鈷類硬質(zhì)合金與鈦合金化學親和力小導(dǎo)熱性好強度也較高。 低速下斷續(xù)切削時可選用耐沖擊的超細晶粒硬質(zhì)合金，成形和復(fù)雜刀具可用高溫性能好的高速鋼。采用較小的前角和較大的后角以增大切屑與前刀面的接觸長度，減小工件與后刀面的摩擦，刀尖采用圓弧過渡刃以提高強度，避免尖角燒損和崩刃。要保持刀刃鋒利，以保證排屑流暢，避免粘屑崩刃。 切削速度宜低，以免切削溫度過高；進給量適中，過大易燒刀，過小則因刀刃在加工硬化層中工作而磨損過快；切削深度可較大，使刀尖在硬化層以下工作，有利于提高刀具耐用度。加工時須加冷卻液充分冷卻。切削鈦合金時吃刀抗力較大，故工藝系統(tǒng)需保證有足夠的剛度。由于鈦合金易變形，所以切削夾緊力不能大，特別是在某些精加工工序時，必要時可使用定的輔助支承。 以上是鈦合金加工時需考慮的普遍原則，事實上，用不同的加工方法時及在不同的條件下存在著不同的矛盾突出點和解決問題的側(cè)重點。2鈦合金切削加工的工藝措施。刀具材料根據(jù)工廠現(xiàn)有條件選用YG6，YG8，YG10HT。刀具幾何參數(shù)合適的刀具前后角刀尖磨圓。 較低的切削速度。適中的進給量。較深的切削深度。 選用的具體參數(shù)見表1。表1車削鈦合金參數(shù)表,工序車刀前角go°車刀后角ao°刀尖圓弧半徑remm切削速度vm/min切削深度apmm進給量fmm/r粗車5五金零件加工廠哪家好6～101～24030.2～0.精車56～100.5600.2～0.50.1此外還須注意以下3點充分冷卻。車外圓時刀尖不能高于工件中心，否則容易扎刀。 精車及車削薄壁件時，刀具主偏角要大，般為75～90°。機械加工鈦合金銑削比車削困難，因為銑削是斷續(xù)切削，并且切屑易與刀刃發(fā)生粘結(jié)，當粘屑的刀齒再次切入工件時，粘屑被碰掉并帶走小塊刀具材料，形成崩刃，極大地降低了刀具的耐用度。因此對鈦合金銑削采取了3點措施。這里需要特別指出的是般合金鋼的加工均不采用順銑，因機床絲杠螺母間隙的影響，順銑時，銑刀作用在工件上，在進給方向上的分力與進給方向相同，易使工件臺產(chǎn)生間隙性竄動，造成打刀。 對順銑而言，刀齒開始切入就碰到硬皮而導(dǎo)致刀具破損。但由于逆銑切屑是由薄到厚，在最初切入時刀具易與工件發(fā)生干摩擦，加重刀具的粘屑和崩刃，就鈦合金而言，后矛盾顯得更為突出。此外，為使鈦合金順利銑削，還應(yīng)注意以下幾點。 cnc加工廠為提高生產(chǎn)效率，可適當增加銑削深度與寬度，銑削深度般粗加工為5～0mm，精加工為0.2～0.5mm。磨削磨削鈦合金零件常見的問題是粘屑造成砂輪堵塞以及零件表面燒傷。其原因是鈦合金的導(dǎo)熱性差，使磨削產(chǎn)生高溫，從而使鈦合金與磨料發(fā)生粘結(jié)擴散以及強烈的化學反應(yīng)。 粘屑和砂輪堵塞導(dǎo)致磨削比顯著下降，擴散和化學反應(yīng)的結(jié)果，使工件被磨表面燒傷，導(dǎo)致零件疲勞強度降低，這在磨削鈦合金鑄件時更為明顯。為解決這問題，采取的措施是選用合適的砂輪材料綠碳化硅TL。稍低的砂輪硬度ZR1。 較粗的砂輪粒度60。稍低的砂輪速度10～20m/s。稍小的進給量。用乳化液充分冷卻。

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