数控加工技术论文：钛合金盒体的数控加工工艺研究

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1、数控加工技术论文：钛合金盒体的数控加工工艺研究【摘要】：提出了钛合金材料的难加工特性、以及数控加工参数的选择等工艺难题，通过反复试验总结对数控加工参数、数控编程技术、刀具材料和参数进行优选，采用低转速、快速进给、小切削量和涂层硬质合金刀的数控加工方法，达到零件的加工工艺要求。【关键词】：钛合金；材料特性；刀具材料；数控加工参数StudyofNCMachiningTechnicalofTitaniumAlloyBoxAbstract：Proposedtechnicalproblemofthedifficult-t

2、o-machinepropertyoftitaniumalloysandNCprocessingparametersection,etc.repeatedtrialsgeneralizeandselectivedpreferenceonNCmachiningparameter,NCProgrammingtechniques，toolmaterialandparameter,theNCprocessingmethodisusedofslow-speedofrevolution,rapidapproach,mini

3、mumcuttingoutputandcoatedcarbides,realizedpartrequirementofprocessingtechnic.Keywords：titaniumalloy；materialcharacteristics；toolmaterial；NCprocessingparameter随着科学技术的快速发展，钛合金不仅在空间技术、海洋技术等领域得到广泛应用，且在民用钛方面的应用也越来越多，而其难加工的特性在一定程度上又制约了其发展，特别是对加工刀具提出了非常苛刻的要求。1钛合金材料

4、的特性钛合金材料属不易加工材料，刀具的选用、刀具路径、加工参数的匹配性不当，就会加剧刀具磨损，产生高温及应力变形，材料表面还会产生碳化，直接影响零件的加工和各项精度保证。因此，掌握难加工材料的性能，采用合适的刀具，改进切削加工参数以及采用适当的编程技术，成为解决该难题的关键所在。钛合金的强度高，密度小，因此其比强度高，还有热强性好、耐腐蚀性强等特性。钛合金的弹性模量低，约为钢的1/2，故钛合金容易产生弹性变形。如常用的（α+β）钛合金的σb=1010～1177MPa，密度ρ=41315g/cm3，比强度σb/ρ

5、比合金钢高。在同样载荷条件下，比强度高的材料可以减轻产品的净质量。钛合金的热稳定性好，高温强度高，在300～500℃温度下，比铝合金高10倍。钛的热导率低，约为镍的1/4，铁的1/5，铝的1/10，约为钛的1/2[1]。钛合金以其优良的性能，为星载机载雷达轻型化和小型化，发挥着独特的效能[2]。2数控加工刀具的选择钛合金在切削过程中，硬度高，强度高，合金成分多。合金元素与碳构成各种复杂的碳化物，这些碳化物既不熔于合金中，又不聚集长大，而以极细的颗粒形式弥散分布在晶界处，强化晶界，阻止在外力作用下的晶界滑移，使得

6、合金显示超强超硬的性质。在加工过程中，必须作更大的功，因而必然产生更多的热。另外，其切屑非常容易粘接、熔接在刀尖及刀刃附近，或形成积屑瘤。它不像普通钢，切削时仅在前刀面因切屑流动产生高热，刀屑间因扩散作用而造成月牙洼磨损。耐热合金的高温区则在整个刀尖附近前后刀面上，且后刀面同时损伤，更促使切削温度提高，温度达1000℃以上时，使磨损加快加剧[3]。在持续高温的切削中，粘接物、熔接物受到后续加工的冲击而被冲离，在强迫冲离的过程中，更易带走部分刀具材料，而造成刀具缺损、破损（微崩、崩刃）[4]。在切削过程中，切屑的

7、形态呈锯齿状，近似粒状形态。由此可知，在加工中切削力是波动的，从而使刀具承受的冲击载荷加剧。此外，刀片有时也出现明显的边界（沟状）磨损。故加工时用一般刀具材料损伤很快，使用寿命极短。在这种恶劣的条件下，过去的经验是，往往非涂层刀片比涂层刀片效果还好些；而适应耐热钢加工的涂层，直到最近才有较多进展。在切削耐热合金时，采用Miracle涂层，型号为VP05RT、VP10RT和VP15TF。Miracle涂层实际上是以特殊专业技术涂覆（AlTi）N。切削时涂层膜的中铝被氧化，形成了稳定的氧化铝保护膜，具有优异的耐热性

8、。3数控加工关键工艺控制针对钛合金材料的特殊性，进行加工前合理安排好数控加工工艺路线，是保证加工零件精度和质量的重要环节。在编程过程中，要充分考虑加工过程中出现的问题，以规避其在生成加工程序中出现。3.1铣削方式对于型腔铣，采用顺铣的走刀方式。在切削参数允许的范围内，采用较大的径向分层和较小的轴向分层加工；对于侧壁两面都需加工时候，采取台阶式来回铣削，充分利用零件的整体刚性，可提高加工