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1．鈦加工的物理現(xiàn)象
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鈦合金加工時(shí)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。- W' s5 b4 Z5 Q
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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(guò)程中產(chǎn)生的熱量不會(huì)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(dá)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(jìn)一步縮短刀具的壽命。
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" t* [; k1 }$ i& ?切削過(guò)程中產(chǎn)生的高溫同時(shí)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(qiáng)度的加工硬化現(xiàn)象。/ @/ p. b# M( V
% j/ y6 g( H+ \5 G- B" I: g8 E鈦合金的彈性對(duì)零件性能來(lái)說(shuō)可能是有益的，但是在切削過(guò)程中，工件的彈性變形是產(chǎn)生振動(dòng)的重要原因。切削壓力使“彈性”的工件離開(kāi)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(guò)程也會(huì)產(chǎn)生熱，加重了鈦合金導(dǎo)熱性不良問(wèn)題。 \' ]1 O2 |1 |$ h* Q r
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|- B3 q- I. O; ~ {加工薄壁或環(huán)形等易變形零件時(shí)，這個(gè)問(wèn)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?yàn)殡S著工件材料被刀具推開(kāi)時(shí)，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(diǎn)的材料強(qiáng)度和硬度明顯增加。此時(shí)，按照原先確定的切削速度加工就變得過(guò)高，進(jìn)一步導(dǎo)致刀具急劇磨損。/ E' m3 p) H; y B7 z3 J+ O
1 H$ o* p3 n" v, C“熱”是鈦合金難加工的“罪魁禍?zhǔn)住保?font class="jammer">+ e! v8 C4 p- Q% ]: G
$ g$ p, a8 m" ^! S( y3 o9 u7 c2. 加工鈦合金的工藝訣竅
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4 k0 P$ i8 b7 ]% {) s" C在理解鈦合金加工機(jī)理的基礎(chǔ)上，加上以往的經(jīng)驗(yàn)，加工鈦合金的主要工藝訣竅如下：
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(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。
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(2) 保持恒定的進(jìn)給以避免工件的硬化，在切削過(guò)程中刀具要始終處于進(jìn)給狀態(tài)，銑削時(shí)徑向吃刀量ae應(yīng)為半徑的30%。* C" U( W6 m* @! l# T
+ O2 G1 _3 K8 b) ?) P(3) 采用高壓大流量切削液，以保證加工過(guò)程的熱穩(wěn)定性，防止因溫度過(guò)高導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞。
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(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。: R" @* |6 W* i2 q4 e- ]" l# N# }. H
8 H( \0 H" K9 R& V+ J(5) 盡可能在鈦合金最軟的狀態(tài)加工，因?yàn)榇阌埠蟛牧献兊酶y加工，熱處理提高了材料的強(qiáng)度并增加刀片的磨損。3 T$ j. L; j! o- a9 H
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(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(jìn)入切削。這可以減少每一點(diǎn)的切削力和熱量，防止局部破損。在銑削鈦合金時(shí)，各切削參數(shù)中切削速度對(duì)刀具壽命vc的影響最大，徑向吃刀量（銑削深度）ae次之。: V# L* r* x7 [% w$ K C- [+ Y
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3. 從刀片入手解決鈦加工難題
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2 ]3 ^# |0 l. U" W. L8 t' k4 Q! m% _鈦合金加工時(shí)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(guò)800℃的化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散，也是形成溝槽磨損的原因之一。因?yàn)樵诩庸み^(guò)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(shí)，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。* }5 b( `7 m" `& {
2 g1 D" ]: v2 F$ C4 x/ t, C4. 適合鈦加工的刀具結(jié)構(gòu)6 P! m2 j& E; e& F8 f9 _* V; V
, F* Y% Q+ K6 b( U q' l鈦合金加工的焦點(diǎn)是熱，大量高壓切削液要及時(shí)準(zhǔn)確地噴射到切削刃上，才能夠快速地將熱量移除。市場(chǎng)上有專(zhuān)門(mén)用于鈦合金加工的銑刀獨(dú)特結(jié)構(gòu)。) }2 G2 w# F c. q0 k( D% J* ?
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發(fā)表于 2020-5-27 07:41:46
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