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加工中心精加工鈦合金的工藝分析◕│•₪☁!

釋出時間•₪│:2022-09-15 17:03:54 丨 瀏覽次數•₪│:

       鈦合金材料由於其密度小☁₪╃╃•,比強度高☁₪╃╃•,耐高溫☁₪╃╃•,抗氧化效能好等特點☁₪╃╃•,應用廣泛☁▩✘✘。但鈦合金機械加工效能差☁₪╃╃•,影響了該材料的廣泛使用☁▩✘✘。

       鈦合金即在工業純鈦中加入合金元素☁₪╃╃•,以提高鈦的強度☁▩✘✘。鈦合金可分三種•₪│:a鈦合金☁₪╃╃•,b鈦合金和a+b鈦合金☁▩✘✘。a b鈦合金是由a和b雙相組成☁₪╃╃•,這類合金組織穩定☁₪╃╃•,高溫變形效能•₪·、韌性•₪·、塑性較好☁₪╃╃•,能進行淬火•₪·、時效處理☁₪╃╃•,使合金強化☁▩✘✘。鈦合金的效能特點主要表現在•₪│:

       1) 比強度高☁▩✘✘。鈦合金密度小(4.4kg/dm3)重量輕☁₪╃╃•,但其比強度卻大於超高強度鋼☁▩✘✘。

       2) 熱強性高☁▩✘✘。鈦合金的熱穩定性好☁₪╃╃•,在300~500℃條件下☁₪╃╃•,其強度約比鋁合金高10倍☁▩✘✘。

       3) 化學活性大☁▩✘✘。鈦可與空氣中的氧•₪·、氮•₪·、一氧化碳•₪·、水蒸氣等物質產生強烈的化學反應☁₪╃╃•,在表面形成TiC及TiN硬化層☁▩✘✘。

       4)導熱性差☁▩✘✘。鈦合金導熱性差☁₪╃╃•,鈦合金TC4在200℃時的熱導率l=16.8W/m·℃☁₪╃╃•,導熱係數是0.036卡/釐米·秒·℃☁▩✘✘。

鈦合金加工特性分析

       首先☁₪╃╃•,鈦合金導熱係數低☁₪╃╃•,僅是鋼的1/4☁₪╃╃•,鋁的1/13☁₪╃╃•,銅的1/25☁▩✘✘。因切削區散熱慢☁₪╃╃•,不利於熱平衡☁₪╃╃•,在切削加工過程中☁₪╃╃•,散熱和冷卻效果很差☁₪╃╃•,易於在切削區形成高溫☁₪╃╃•,加工後零件變形回彈大☁₪╃╃•,造成切削刀具扭矩增大•₪·、刃口磨損快☁₪╃╃•,耐用度降低☁▩✘✘。其次☁₪╃╃•,鈦合金的導熱係數低☁₪╃╃•,使切削熱積於切削刀附近的小面積區域內不易散發☁₪╃╃•,前刀面摩擦力加大☁₪╃╃•,不易排屑☁₪╃╃•,切削熱不易散發☁₪╃╃•,加速刀具磨損☁▩✘✘。鈦合金化學活性高☁₪╃╃•,在高溫下加工易與刀具材料起反應☁₪╃╃•,形成溶敷•₪·、擴散☁₪╃╃•,造成粘刀•₪·、燒刀•₪·、斷刀等現象☁▩✘✘。

       經過對國內常用刀具材料和國外刀具材料進行試驗表明☁₪╃╃•,採用高鈷刀具效果理想☁₪╃╃•,鈷的主要作用能加強二次硬化效果☁₪╃╃•,提高紅硬性和熱處理後的硬度☁₪╃╃•,同時具有較高的韌性•₪·、耐磨性•₪·、良好的散熱性☁▩✘✘。

銑刀的幾何引數

       鈦合金的加工特性決定刀具的幾何引數與普通刀具存在著較大區別☁▩✘✘。

       ·螺旋角β 選擇較小的螺旋升角☁₪╃╃•,排屑槽增大☁₪╃╃•,排屑容易☁₪╃╃•,散熱快☁₪╃╃•,同時也減小切削加工過程中的切削抗力☁▩✘✘。

       ·前角γ 切削時刃口鋒利☁₪╃╃•,切削輕快☁₪╃╃•,避免鈦合金產生過多切削熱☁₪╃╃•,從而避免產生二次硬化☁▩✘✘。

       ·后角α 減小刀刃的磨損速度☁₪╃╃•,有利於散熱☁₪╃╃•,耐用度也得到很大程度的提高☁▩✘✘。

切削引數選擇

       鈦合金機加工應選擇較低的切削速度☁₪╃╃•,適當大的進給量☁₪╃╃•,合理的切深和精加工量☁₪╃╃•,冷卻要充分☁▩✘✘。

       ·切削速度Vc Vc=30~50m/min

       ·進給量f 粗加工時取較大進給量☁₪╃╃•,精加工和半精加工取適中的進給量☁▩✘✘。

       ·切削深度ap ap=1/3d為宜☁₪╃╃•,鈦合金親合力好☁₪╃╃•,排屑困難☁₪╃╃•,切削深度太大☁₪╃╃•,會造成刀具粘刀•₪·、燒刀•₪·、斷裂現象☁▩✘✘。

       ·精加工餘量αc適中 鈦合金表面硬化層約0.1~0.15mm☁₪╃╃•,餘量太小☁₪╃╃•,刀刃切削在硬化層上☁₪╃╃•,刀具容易磨損☁₪╃╃•,應該避免硬化層加工☁₪╃╃•,但切削餘量不宜過大☁▩✘✘。

冷卻液

       鈦合金加工不用含氯的冷卻液☁₪╃╃•,避免產生有毒物質和引起氫脆☁₪╃╃•,也能防止鈦合金高溫應力腐蝕開裂☁▩✘✘。

       選用合成水溶性乳化液☁₪╃╃•,也可自配用冷卻液☁▩✘✘。

       切削加工時冷卻液要保證充足☁₪╃╃•,冷卻液迴圈速度要快☁₪╃╃•,切削液流量和壓力要大☁₪╃╃•,加工中心都配有專用冷卻噴嘴☁₪╃╃•,只要注意調整就能達到預期的效果☁▩✘✘。

       透過對鈦合金的特性分析☁₪╃╃•,解決了鈦合金切削加工過程中存在的難題;透過編制正確•₪·、科學的加工工藝☁₪╃╃•,可以降低成本☁₪╃╃•,提高生產效率☁₪╃╃•,得出如下結論•₪│:

       ·用加工中心精加工鈦合金☁₪╃╃•,滿足了零件形狀複雜☁₪╃╃•,高精度的要求☁₪╃╃•,且可多件同時加工☁₪╃╃•,提高生產效率☁▩✘✘。

       ·高鈷刀具材料是鈦合金理想的加工刀具☁▩✘✘。

       ·選擇合理的刀具幾何引數•₪·、切削引數•₪·、冷卻液☁₪╃╃•,可以延長切削刀具壽命☁₪╃╃•,提高生產效率☁▩✘✘。

       ·安排出合理科學的工藝規程是提高效益•₪·、節約成本的方法☁▩✘✘。


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