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加工钛合金刀具选用 ? - 加工中心

由于钛合金具有比重小,比强度与热强度高,热不变性和抗腐蚀性好,可以显著地减轻产物重量,提高推重比、布局的抗热能力和可靠性,所以在航空、航天、石油、化工、造船等部门得到广泛应用,几年来,由于产物布局要求,我们在钛合金的切削加工工艺长进行了一些探索,下面就此作一介绍。钛合金简介钛合金是同素异构体,在低于882℃时呈密排六方晶体,称为α钛,在882℃呈体心六方晶体,称为p钛,随着添加其它合金元素的种类、数量不同,相变、温度及相分含量也逐渐改变,从而得到不同的钛合金,室温下可分为α、(α+β)、β型三种?基本组织,各组织对应的典型牌号有α钛:TA6―TA8;α+β:TCl―TCll;β钛;TBl―TB3。 (1)影响钛合金切削加工性的因素钛及钛合金的切削加工,从切削的刀具耐用度、加工表面的质量及切屑形成和排屑的难易程度等方面来衡量,钛及钛合金属难加工材料。钛及钛合金的切削加工性比奥氏体不锈钢还差,退火或固溶处理的钛合金切削加工性优于高温合金,而经时效处理后的钛合金切削加工性和高温合金差不多。 钛合金切削加工性差主要有以下原因:①导热、导温系数小,切削温度高。钛合金的导热系数平均是工业纯钛的一半,导温系数别离为铁和铝的1/4和1/16,因此在不异的切削条件下,钛合金的切削温度比45钢高1倍以上。 ②切削变形系数小,单位面积上的切削力大。钛合金的切削变形系数小于1或接近1,钛合金切屑被主切削刃切离后,立即向上翻卷,使切屑与刀具前刀面接触减少,刀具单位面积上所承受的压力要比一般钢材大得多,切削温度急剧上升、③化学活性大。 钛合金在300℃以上高温下极易与刀具材料“亲和”,产生严重的粘刀现象o (2)刀具材料的选择 切削加工钛合金的刀具材料,要求抗变强度高、硬度高、韧性好、热硬性好、耐磨性好,还要散热好,决不能用含钛的刀具材料,因为含钛的刀具材料在高温下很轻易与钛合金亲和,加剧刀具磨损。切削刀具要求刀面表面光洁,刃口锋利。对多刃刀具,应控制切削刃的跳动量。 综合因素探讨影响钛合金切削加工的因素很多,要依据实际零件加工情况从各个方面进行综合阐发,找出最佳途径。下面介绍一下在加工TA7、TC4材料零件中采纳的几点办法。 (1)切削机床、夹具的选择切削加工钛合金应选择刚性好、功率大、具有大的变速范围和进给范围的机床,以便于调整切削参数。切削加工前认真调整机床导轨间隙,或单独使用某一标的目的进给加工时,最好将另一标的目的的螺母锁紧,减少机床振动;夹具刚性要好,使用圆工作台时,应将其间隙调好,螺母锁紧。 (2)切削用量、刀具几何参数选择切削加工钛合金时,应重点考虑钛合金切削时会产生较高温度的因素,由于切削温度高,刀具磨损加快。切削温度一般取值为:硬质合金刀具切削温度应控制在600―800℃,高速钢刀具切削温度控制在450―560℃的范围内,还要严格控制切削用量,特殊是切削速度不能高。在实际加工中要按照具体材料和不同加工工序进行选择,并使用足够的切削液,提高切削效率。
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