钛合金的超高速切削加工

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1、钛合金的超高速切削加工06级机本六班218号姓名：莫恩东摘要：采用超高速切削难加工材料钛合金，解决了常规切削钛合金的难题，既保证了加工质量又大幅度提高了生产率，具有良好发展前景。刀具材料应具备高的耐热性、抗热冲击性、良好的高温力学性能及高的可靠性。关键词：切削解决可靠性Summary:Theadoptionisextremelyhightosoonslicetoparedifficultprocessmaterialtitaniummetalalloy,solvednormalregulationstosliceahardnuttocrackofparethetitaniu

2、mmetalalloy,sincepromisedtoprocessqualityagainsignificantraisedrateofproduction,havegooddevelopmentforeground.Theknifehasmaterialandshouldhavethecredibilityofthehotimpactoftheheat-proof,anti-,goodfunctionandGaooftheheatmechanicsofGao.Keyword:Slicetoparesolvecredibility前言钛合金具有比重小、热强度高、热稳定性和

3、抗腐蚀性好等特性，广泛用于航空、航天、原子能和化学工业中。但该材料切削加工困难，一直以来解决钛合金加工效率低、表面质量差的技术难题在不断地探索中，随着先进制造技术愈来愈广泛地应用于制造业，超高速切削技术应用于钛合金的切削加工显现出了明显的优越性。钛合金的难切削加工性1、影响材料切削加工性的主要因素一般引起难加工材料切削加工性差的原因主要有以下几种可能因素：①材料中含有硬度很高的质点。②硬度或高温硬度高。③加工硬化大。④导热性差，切削温度高。⑤材料强度大，特别是高温强度大。⑥易与刀具粘接。⑦化学活性大。被加工材料可能由于上述一种或几种因素的影响，造成其切削加工性差。1、钛合金

4、切削加工性A、钛合金相对切削加工性材料切削加工性常采用一定刀具耐用度下切削某种材料所允许的切削速度来衡量。通常取T=60min，则vT写作v60，若将硬质合金车刀切削碳钢时的v60作为基准，切削其它材料时允许的切削速度为v60'则v60'同v60的比值称为该材料相对切削加工性，钛合金相对切削加工性见表1。表1钛合金相对切削加工性影响切削加工性的因素硬度高温强度硬质点加工硬化性与刀具粘性化学亲和力导热性切削加工性相对程度2112144注各项因素恶化切削加工性的相对程度按次序为1，2，3，4。B、钛合金切削加工性分析由表1可见，造成钛合金切削加工性差的主要原因是由于钛合金的化学

5、亲和力极大及导热性极差：①化学亲和力大钛合金在300℃以上高温下极易与刀具材料“亲和”，切削时刀具材料中的一些元素不是溶于钛中，便是与钛起化学作用。②导热性差，钛合金导热性差，热扩散率很小，切削温度很高。钛合金的导热系数平均为工业纯钛的一半，导热系数为45钢的1/5～1/7，因而在相同切削条件下，钛合金的切削温度比45钢高1倍以上。③钛合金切削力虽然不大，约为碳钢的75%，但切屑与刀具前刀面的接触长度却比碳钢小的多，约为碳钢的一半，从而切削钛合金时刀尖所受的应力约为切削碳钢时的1.5倍。④钛合金加工硬化现象并不很严重，约和低碳钢情况相同。实验证明，钛合金强度愈大，其切削加工

6、性愈差；合金中的强化元素Al、Sn、Zr、Fe、Mo、Cr等含量愈多，则合金强度愈高，其切削加工性愈差；钛中杂质氧、氮、碳、氢等产生间隙固溶，使合金强化的能力更强，因而对切削加工性的影响也更大。2钛合金的超高速切削加工由于钛合金化学亲和力大，导热性差且强度高，使切削温度大幅提高、刀具磨损加剧，用传统的加工方法难以加工。长期以来，改善钛合金切削加工性的途径一直在探索中，合理选择刀具材料及刀具几何参数、合理制定切削用量、采用适当的切削液等均可在不同程度上提高难加工材料的切削加工性。迄今已经有了一些方法，常用的有采用专门热处理、加热切削、向切削区引入超声波及振动等，但这些方法普遍

7、存在着效率低、成本高且加工质量难保证等弊端。这里介绍适宜于钛合金加工的可大幅提高生产效率及加工质量的先进制造工艺技术——超高速切削加工。1、超速切削特点及适用范围超高速切削加工在切削原理上是对传统切削认识的突破,在切削机理上与常规切削不一样,超高速切削有其自身的特点及适用范围。a.工件温升小减小工件热变形超高速切削中，产生的热量虽多，但由于切屑从工件上切离的速度快，90%以上的切削热被切屑带走，传给工件的热量很小，工件积累热量极少，因而切削时，工件温度的上升不会超过3℃。b.切削力低由于切削速度高，使剪切变形区变窄