钛合金的深孔套料工艺试验研究

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1、第9期机械设计与制造2010年9月MachineryDesign&Manufacture107文章编号：1001—3997(2010)09—0107—02钛合金的深孔套料工艺试验研究刘战锋张卓(西安石油大学机械工程学院，西安710065)Experimentalresearchonthedeep-holetrepanningprocessingtechnologyoftitaniumalloyLIUZhan—feng，ZHANGZhuo(Dept．ofMechanicalEngineering，Xi

2、’anShiyouUniversity，Xi’an710065，China)‘÷’一‘【摘⋯要】一根H据钛⋯合金的材料特性一和⋯切削一加‘工一性⋯能一⋯H'l～《¨⋯眦M一⋯⋯一，设计和制造了适合于加工钛合金工件的套料钻并制定相应加工工艺，并对钛合金进行深孔套料加工试验。试验结果表明，切削过程稳定可靠，通过套料；：加工可显著提高钛合金的材料利用率，为钛合金套料提供了一套有效的加工工艺方法。：j关键词：钛合金；套料加工；套料钻!【Abstract】Accordingtothematerialsprop

3、ertiesandmachiningperformanceoftitaniumalloy，itrepanningDrilld，whichcanbesuitableforprocessingthetitaniumalloyworkpiecewasdesignedandthe：{relevanttrepanningprocessweremade，anexperimentofthetrepanningmachiningofdeep—holeontheti-aniumall。Ywascarr抬d。从Thee

4、xperimentalresMho叫shatfherepanningprocssableandreli—i：able，andthematerialutilizationoftitaniumalloycan,beimprovedapparentlybytrepanningmachining．it：{presentstheeffectiveprocessingmethodsforthetitaniumalloyworkpiece．Keywords：Titaniumalloy；Trepanningmach

5、ining；Trepanningdrilld}中图分类号：TH16文献标识码：A1引言．(5)刀具磨损严重切削加工钛合金时，容易产生刀具的崩刃和粘结磨损。钛合金足一种典型的难加T材料，其切削加工性较差，对此2_2工件结构材料进行深孔加工带来难题，不仅材料的切削效率较低，刀具耐试件的材质为钛合金(TC11)棒料，试件的直径为~95mm，用度低，加工过程极不稳定，而且材料的利用率也随着加T孔直加工长度L：970mm。径的增大而减小，造成_r材料的极大浪费，使得零件的加工成本大大的上升。研究套料钻孔的方法

6、加上钛合金工件，并通过试验3钛合金工件深孔套料的关键技术分析钛合金深孔套料，对钛合金深孔套料存深孔领域中的应用有3．1深孔套料钻刀齿材料着非常重要的意义。钛合金的切削加工性能比较差，切削加工时切削速度比较2工件材料与结构低，在进行切削加工时，冈其切屑呈锯齿状而造成了刀具切削力2．1工件材料及加工性能呈周期性变化，且刀具受到的切削冲击力比较大，所以在针对TC11(1)切削变形系数小小的切削变形系数是钛合金切削加工牌号的钛合金材料的套料加工研究时，宜选择强度高、抗冲击韧性中的显著特点，其变形系数值接近于

7、1，有的甚至小于I，使得切较好的YG8硬质合金刀齿材料作为本试验用深孔套料钻的刀齿材屑在前刀面上的滑动摩擦路程大大提高，加速了刀具的磨损。料。该牌号的硬质合金所使用的强度比较高，且抗冲击性能和抗振(2)切削温度高钛合金的导热系数较小，导致了在切削刃附性能都比较好，而其耐磨性能和允许的切削速度却比较低。近极小的切削区范围内的切削温度变高，比一般材料的切削温度3．2深孔套料钻的结构及几何参数高了近1倍。3．2．1深孔套料钻的结构(3)单位面积上的切削力大由于小的切削变形系数使得切具结构实物图，如图I所示

8、。在相同排屑问隙的情况下，外削钛合金时刀屑的接触长度变小，单位接触面积上的切削力大大排屑问更大，而且切屑和棒芯分别从内外两层通路中排出，相增加，容易造成加工刀具崩刃。互影响很小，并且套下的料芯下垂由钻杆内壁支撑时，不会影(4)切屑呈锯齿挤裂(剪切)状，加工硬脆硬化严重钛合金材响排屑或损坏刀具。因此，为了更顺畅的排屑，本试验选用外排屑料容易与空气中的气体介质发生强烈的化学反应，形成硬脆变质的加方式及其加工系统进行套料加1二。对于试验的钛合金工件层，使得切屑呈锯齿挤裂状。