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寶雞西工鈦合金制品有限公司 Baoji Xigong Titanium Alloy Products Co.,Ltd
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鈦板、鈦環(huán)等鈦合金材料的特性及切削加工六步法

發(fā)布時(shí)間 :2019-10-13 14:47:19 瀏覽次數(shù) :

一、鈦合金的材料特性 

鈦合金產(chǎn)品的比強(qiáng)度在金屬結(jié)構(gòu)材料中是很高的

,它的強(qiáng)度與鋼材相當(dāng)
,但其重量?jī)H為剛材的57%
。另外
,鈦及其合金的耐熱性強(qiáng)
,在500℃的大氣中仍能保持良好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性
,短時(shí)間工作溫度甚至還可以高些
鈦合金具有比重小
、熱強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性好等特性
,但該材料切削加工困難
、加工效率低。所以怎么樣攻克鈦合金加工難
,效率低得困難一直是我們的難題

鈦環(huán)

二、鈦合金的切削加工 

1

、車削 

鈦合金產(chǎn)品車削易獲得較好的表面粗糙度

,加工硬化不嚴(yán)重,但切削溫度高
,刀具磨損快
。針對(duì)這些特點(diǎn),主要在刀具
、切削參數(shù)方面采取以下措施: 

刀具材料:根據(jù)工廠現(xiàn)有條件選用YG6

,YG8,YG10HT
。 

刀具幾何參數(shù):合適的刀具前后角

、刀尖磨圓。 

較低的切削速度

, 適中的進(jìn)給量
,較深的切削深度,充分冷卻
,車外圓時(shí)刀尖不能高于工件中心
,否則容易扎刀,精車及車削薄壁件時(shí)
,刀具主偏角要大
,一般為75~90°。 

2

、銑削 

鈦合金產(chǎn)品銑削比車削困難

,因?yàn)殂娤魇菙嗬m(xù)切削,并且切屑易與刀刃發(fā)生粘結(jié)
,當(dāng)粘屑的刀齒再次切入工件時(shí)
,粘屑被碰掉并帶走一小塊刀具材料,形成崩刃,極大地降低了刀具的耐用度
。金屬加工微信
,內(nèi)容不錯(cuò),值得關(guān)注
。因此對(duì)鈦合金銑削采取了3點(diǎn)措施: 

銑削方式:一般采用順銑

。刀具材料:高速鋼M42。從工件裝夾及設(shè)備方面提高工藝系統(tǒng)剛性
。 

這里需要特別指出的是:一般合金鋼的加工均不采用順銑

,因機(jī)床絲杠、螺母間隙的影響
,順銑時(shí)
,銑刀作用在工件上,在進(jìn)給方向上的分力與進(jìn)給方向相同
,易使工件臺(tái)產(chǎn)生間隙性竄動(dòng)
,造成打刀。對(duì)順銑而言
,刀齒一開始切入就碰到硬皮而導(dǎo)致刀具破損
。但由于逆銑切屑是由薄到厚,在最初切入時(shí)刀具易與工件發(fā)生干摩擦
,加重刀具的粘屑和崩刃
,就鈦合金而言,后一矛盾顯得更為突出
。 

此外

,為使鈦合金順利銑削,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):相對(duì)于通用標(biāo)準(zhǔn)銑刀
,前角應(yīng)減小
,后角應(yīng)加大。;銑削速度宜低
。;盡量采用尖齒銑刀
,避免使用鏟齒銑刀;刀尖應(yīng)圓滑轉(zhuǎn)接;大量使用切削液
。;為提高生產(chǎn)效率
,可適當(dāng)增加銑削深度與寬度,銑削深度一般粗加工為1.5~3.0mm
,精加工為0.2~0.5mm
。 

3、磨削 

磨削鈦合金零件常見(jiàn)的問(wèn)題是粘屑造成砂輪堵塞以及零件表面燒傷

。其原因是鈦合金的導(dǎo)熱性差
,使磨削區(qū)產(chǎn)生高溫,從而使鈦合金與磨料發(fā)生粘結(jié)、擴(kuò)散以及強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)
。粘屑和砂輪堵塞導(dǎo)致磨削比顯著下降
,擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,使工件被磨表面燒傷
,導(dǎo)致零件疲勞強(qiáng)度降低
,這在磨削鈦合金鑄件時(shí)更為明顯。 

為解決這一問(wèn)題

,采取的措施是:選用合適的砂輪材料:綠碳化硅TL
。稍低的砂輪硬度:ZR1。較粗的砂輪粒度:60
。稍低的砂輪速度:10~20m/s
。稍小的進(jìn)給量,用乳化液充分冷卻
。 

鈦棒

4

、鉆削 

鈦合金鉆削比較困難,常在加工過(guò)程中出現(xiàn)燒刀和斷鉆現(xiàn)象

。這主要是由于鉆頭刃磨不良
、排屑不及時(shí)、冷卻不佳以及工藝系統(tǒng)剛性差等幾方面原因造成的
。因此
,在鈦合金鉆削加工中須注意以下幾點(diǎn):刀具材料:高速鋼M42,B201或硬質(zhì)合金
。合理的鉆頭刃磨:加大頂角
、減少外緣前角、增大外緣后角
,倒錐加至標(biāo)準(zhǔn)鉆頭的2~3倍
。勤退刀并及時(shí)清除切屑,注意切屑的形狀和顏色
。如鉆削過(guò)程中切屑出現(xiàn)羽狀或顏色變化時(shí)
,表明鉆頭已鈍,應(yīng)及時(shí)換刀刃磨
。 

加足切削液:一般用豆油

,必要時(shí)可加法國(guó)OLTIP鉆孔攻絲專用油。提高工藝系統(tǒng)剛性:鉆模應(yīng)固定在工作臺(tái)上
,鉆模引導(dǎo)宜貼近加工表面
,盡量使用短鉆頭。還有一個(gè)值得注意的問(wèn)題是:當(dāng)采取手動(dòng)進(jìn)給時(shí)
,鉆頭不得在孔中不進(jìn)不退
,否則鉆刃摩擦加工表面,造成加工硬化,使鉆頭變鈍
。 

5

、鉸削 

鈦合金鉸削時(shí)刀具磨損不嚴(yán)重,使用硬質(zhì)合金和高速鋼鉸刀均可

。工廠常用的有W18Cr4V
,M42,YW1
,YG8
,YG10HT等。使用硬質(zhì)合金鉸刀時(shí)
,要采取類似鉆削的工藝系統(tǒng)剛度
,防止鉸刀崩刃。金屬加工微信
,內(nèi)容不錯(cuò)
,值得關(guān)注。鈦合金鉸孔時(shí)出現(xiàn)的主要問(wèn)題是鉸孔不光
,可采取以下解決措施:用油石修窄鉸刀刃帶寬度
,以免刃帶與孔壁粘結(jié),但要保證足夠的強(qiáng)度
,一般刃寬在0.1~0.15mm為好

切削刃與校準(zhǔn)部分轉(zhuǎn)接處應(yīng)為光滑圓弧,磨損后要及時(shí)修磨

,并要求各齒圓弧大小一致;必要時(shí)可加大校準(zhǔn)部分倒錐;兩次鉸削
。粗鉸余量0.1mm,精鉸余量一般小于0.05mm;主軸轉(zhuǎn)速60r/min;鉸完退刀時(shí)
,手鉸不能反轉(zhuǎn)退出
,機(jī)鉸應(yīng)不停車退出鉸刀。 

6

、攻絲 

鈦合金產(chǎn)品攻絲

,特別是M6mm以下的小孔攻絲相當(dāng)困難。主要因?yàn)榍行技?xì)小
,易與刀刃及工件粘結(jié)
,造成加工表面粗糙度值大,扭矩大
。攻絲時(shí)絲錐選用不當(dāng)及操作不當(dāng)極易造成加工硬化
,加工效率極低并時(shí)有絲錐折斷現(xiàn)象。其解決辦法如下: 

優(yōu)先選用一絲到位的跳牙絲錐

,齒數(shù)應(yīng)較標(biāo)準(zhǔn)絲錐少,一般為2~3齒。切削錐角宜大
,錐度部分一般為3~4扣螺紋長(zhǎng)度
。為便于排屑,還可在切削錐部分磨出負(fù)傾角
。盡量選用短絲錐以增加絲錐剛性
。絲錐的倒錐部分應(yīng)較標(biāo)準(zhǔn)的適當(dāng)加大,以減少絲錐與工件的摩擦

加工螺紋底孔時(shí)

,先粗鉆再用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔,以減小底孔的加工硬化
。對(duì)于螺距為0.7~1.5mm的螺紋
,底孔尺寸可加工到國(guó)標(biāo)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)螺紋底孔的上差并允許再加大0.1mm。 

如果不受螺孔位置及工件形狀限制

,盡量采用機(jī)攻
,避免手工攻絲進(jìn)給不勻、中途停頓而造成的加工硬化

鈦合金板

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