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1、加3钛合耋刀凰分析天涯数控论坛由于钛合金具冇比重小,比强度与热强度高，热稳定性和抗腐蚀性好,可以显著地减轻产品重量,捉高推重比、结构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,由于产品结构要求,我们在钛合金的切削加工工艺上进行了一些探索,下而就此作一介绍。1钛合金简介钛合金是同素并构体,在低丁882°C时呈密排六方晶体,称为a钛,在882C呈体心六方晶体,称为b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a、(
2、a+b)、h型三种基本组织,各组织对应的典型牌号冇a钛:TA6〜TA8：a^h：TC1〜TC11：b钛:TB］〜TE3。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、加工表而的质量及切屑形成和排屑的难易程度等方而来衡量,钛及钛合金屈难加工材料。饮及饮合金的切削加工性比奥氏体不锈钢述差,退火或同溶处理的钛合金切削加工性优于髙温合金,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冇以下原因: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,导温系数分
3、别为铁和铝的1/4和1/16,因此在相同的切削条件下,钛合金的切削温度比£钢高1倍以上。切削变形系数小,单位而积上的切削力大。钛合金的切削变形系数小于1或接近］,钛合金切屑被主切削刃切离后，立即向上翻卷,使切屑与刀具前刀而接触减少,刀具单位而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。化学活性大。钛合金在300°C以上高温下极易与刀具材料“亲和“，产生严重的粘刀现彖。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、硕度高、韧性好、热硬性好、耐磨性好,述要散热好,决不能用含钛的刀具材料,因为含钛
4、的刀具材料在高温卞很容易与钛合金亲和,加剧刀具磨损。切削刀具耍求刀而表而光洁,刃口锋利。对多刃刀具,应控制切削刃的跳动量。常用切削钛合金的刀具材料见表1o表1常用切削钛合金的刀具材料牌号抗弯强度sbb(MPa)(HRA)刀具种类YG6132091.0车刀、锐刀、铳刀、钻头、饺刀YG8174189车刀、镣刀、铳刀、钻头、饺刀、螺纹刀具、拉刀Y330196090.5铳刀、钻头、较刀、拉刀W12Cr4V4Mo320066-67车刀、铳刀、成型铳刀、钻头、较刀、丝锥、拉刀W12Mo3Cr4V3Co5Si2844-333
5、466-69车刀、铳刀、成型铳刀、钻头、较刀、螺纹刀具、拉刀W6Mo5Cr4V2Al4511-460965-69车刀、铳刀、成型铳刀、钻头、钱刀、螺纹刀具、拉刀、丝锥W10Mo4Cr4V3Al2452-313866-69铳刀、钻头、狡刀W2Mo9Cr4VCo81765-235466-69车刀、铳刀、成型铳刀、螺纹刀具、拉刀、丝锥图12钛合金接头切削加工举例钛合金接头零件结构外形如图1所示,材料为TC4。该零件加工中主要存在以下几个问题:零件结构较为复杂,工艺性较差,在加工过程中,集中了车、铳、锂、钻等切削加工,
6、刀具基本上是断续切削加工,对刀具冇较大冲击力,易崩刃,刀具寿命短:加工硬化严重,粘刀，容易产生积屑瘤,刀具磨损严重:排屑不畅,刀具容易在柄部折断:加工表面粗糙,达不到设计要求,不利于后续工序基准定位。加工钛合金接头的主要工艺流程如图2所示。图2加工六方外形加工十字形状车削工件内外圆弧表面加工零件两边U形弧槽刀具选择:切削加工六方外形选用端铳刀,YG8刀片,0120刀盘,6个刀片。刀具几何参数为成品角度。切削参数选择:主轴转速118r/min,进给量47.5mm/min,铳削深度6mm。切削加工情况:冇YG8铳平
7、面,刀具切削轻松,在进刀与工件接触时以及刀具将工件切透时冇振动,中间切削过程平稳,使用磨削液。余量进行精铳,可获得RaL6的表面粗糙度。刀具选择:选用硬质合金立铳刀,刀具材料为Y330。铳刀外径040。切削参数选择:主轴转速235Wmin。切削加工情况:用Y330加工十字形状,手动横向进给,刀具切削轻松,切削时加磨削液充分冷却。精铳时铳刀底刃修磨R2,后角为10。〜12。,并用碳化硅油石修磨使切削刃光滑,工件能得到RaL6的表面粗糙度。此时后角的选择，尤其是刀貝I员I弧面后角的选择至关重耍,过大,会在铳削过程中
8、产生振动，容易崩刃,使切削刃产生锯口,加剧磨损:过小,会造成排屑、断屑困难,切屑还会粘刀,后刀面与工件磨擦现象严重，刀具磨损加快。因此止确地修磨后角,可以提高刀具的使用寿命。刀具材料、几何参数及切削用量的选择如下:刀具材料为YG8,45。偏刀断续切削,使用磨削液让切削刃冷却。用工装夹持工件,每组加工8件,粗车切削用量V=25〜38m/min,f=0.3~0.5nvn/Y,ap=3〜5m
