) `% Y$ S- p7 {$ u- S$ T9 E
& D x; m( i- M7 a+ g# s0 @- L2 |1．鈦加工的物理現(xiàn)象( o0 n2 J+ b8 K9 _2 [! |( W
" V, g! F: y3 B) G6 w/ f鈦合金加工時的切削力只是略高于同等硬度的鋼，但是加工鈦合金的物理現(xiàn)象比加工鋼要復(fù)雜得多，從而使鈦合金加工面臨巨大的困難。 N. l3 x$ N% O- j5 A6 z
3 M8 ]- w7 {5 N3 Z$ A& t
大多數(shù)的鈦合金的熱導(dǎo)率很低，只有鋼的1/7，鋁的1/16。因此，在切削鈦合金過程中產(chǎn)生的熱量不會迅速傳遞給工件或被切屑帶走，而集聚在切削區(qū)域，所產(chǎn)生的溫度可高達1 000℃以上，使刀具的刃口迅速磨損、崩裂和生成積屑瘤，快速出現(xiàn)磨損的刀刃，又使切削區(qū)域產(chǎn)生更多的熱量，進一步縮短刀具的壽命。
2 b7 o# Y$ i$ K2 R; J( l
) i8 c7 e1 L) ~/ @0 r切削過程中產(chǎn)生的高溫同時破壞了鈦合金零件的表面完整性，導(dǎo)致零件幾何精度下降和出現(xiàn)嚴(yán)重減少其疲勞強度的加工硬化現(xiàn)象。
" r4 B' p6 u9 Q" i: D& h
9 A0 Y# U& _" m% N3 T* K鈦合金的彈性對零件性能來說可能是有益的，但是在切削過程中，工件的彈性變形是產(chǎn)生振動的重要原因。切削壓力使“彈性”的工件離開刀具和反彈，從而使刀具與工件之間摩擦現(xiàn)象大于切削作用。摩擦過程也會產(chǎn)生熱，加重了鈦合金導(dǎo)熱性不良問題。1 N' g0 t# E/ \5 W% s- h- Q) T: G
8 w8 n! O9 m7 L1 @
) ~4 Z" V6 i. B, { o加工薄壁或環(huán)形等易變形零件時，這個問題就更加嚴(yán)重，將鈦合金薄壁零件加工到預(yù)期的尺寸精度不是一件容易的事。因為隨著工件材料被刀具推開時，薄壁的局部變形已經(jīng)超出彈性范圍而產(chǎn)生塑性變形，切削點的材料強度和硬度明顯增加。此時，按照原先確定的切削速度加工就變得過高，進一步導(dǎo)致刀具急劇磨損。8 T( |" Q) ], E+ P& w! \
6 ?/ j' N: M9 @, ?. j
“熱”是鈦合金難加工的“罪魁禍?zhǔn)住保?br />
Q& p4 O7 _4 \7 {
$ t. t) F0 J5 V! `2. 加工鈦合金的工藝訣竅0 f# G$ ~# }+ X0 w
3 l" v [6 S+ J+ z5 Y6 v6 r5 I. o( s
在理解鈦合金加工機理的基礎(chǔ)上，加上以往的經(jīng)驗，加工鈦合金的主要工藝訣竅如下：
; f: P3 e6 L3 w
, g- _) }5 c$ y% R" q! S(1) 采用正角型幾何形狀的刀片，以減少切削力、切削熱和工件的變形。
. K v- v' g) S1 e: g5 }% G
) S5 w8 [; {- }# o4 N(2) 保持恒定的進給以避免工件的硬化，在切削過程中刀具要始終處于進給狀態(tài)，銑削時徑向吃刀量ae應(yīng)為半徑的30%。4 o& O1 a% ^# j+ Z
) E& K3 y+ X0 P$ k; v3 c
(3) 采用高壓大流量切削液，以保證加工過程的熱穩(wěn)定性，防止因溫度過高導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞。
: U! K6 q# L, [' T" q
% n a g/ S2 M' F1 ?) }(4) 保持刀片刃口鋒利，鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因，容易導(dǎo)致刀具失效。# m" k) ~3 J1 A" R
; p8 d# \6 O5 `) O+ g" f7 y4 x(5) 盡可能在鈦合金最軟的狀態(tài)加工，因為淬硬后材料變得更難加工，熱處理提高了材料的強度并增加刀片的磨損。4 b0 l" d2 } |* D: V% g9 W' l
* `3 _: Q- V4 B
(6) 使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入，盡可能把更多的刀刃進入切削。這可以減少每一點的切削力和熱量，防止局部破損。在銑削鈦合金時，各切削參數(shù)中切削速度對刀具壽命vc的影響最大，徑向吃刀量（銑削深度）ae次之。
+ `4 N1 @! X7 t8 I1 @7 W5 l
6 \3 e1 R9 H- k1 }1 V9 e$ C3. 從刀片入手解決鈦加工難題, N, K5 J% d% J/ V; @# O
& x" p' W* _5 v1 T* E8 y
鈦合金加工時出現(xiàn)的刀片溝槽磨損是后面和前面在沿切削深度方向上的局部磨損，它往往是由于前期加工留下的硬化層所造成的。刀具與工件材料在加工溫度超過800℃的化學(xué)反應(yīng)和擴散，也是形成溝槽磨損的原因之一。因為在加工過程中，工件的鈦分子在刀片的前面積聚，在高壓高溫下“焊接”到刀刃上，形成積屑瘤。當(dāng)積屑瘤從刀刃上剝離時，將刀片的硬質(zhì)合金涂層帶走，因此，鈦合金加工需要特殊的刀片材料和幾何形狀。
0 b5 b$ {$ Q" ~( b8 S# [1 J
; m6 w0 X: n! ]- ?4. 適合鈦加工的刀具結(jié)構(gòu)7 I6 m# a/ P' y, a
8 y# r0 g2 ?3 M$ U; ~
鈦合金加工的焦點是熱，大量高壓切削液要及時準(zhǔn)確地噴射到切削刃上，才能夠快速地將熱量移除。市場上有專門用于鈦合金加工的銑刀獨特結(jié)構(gòu)。
" h3 g4 w- {9 F+ x! z4 v. H3 r$ T; \1 j6 F9 H% X9 j
/ l% L/ r* l/ b+ V |
發(fā)表于 2020-5-27 07:41:46
QQ好友和群
QQ空間
