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分析鈦合金零件加工工藝方法

時(shí)間:2022-02-24 18:31:51 點(diǎn)擊:0

鈦金屬物理性能優(yōu)質(zhì),而使用性能較弱,這就致使了其應(yīng)用前景看中但加工比較艱難這一分歧。

文中根據(jù)剖析鈦金屬原材料的金屬材料加工性,融合很多年具體工作經(jīng)歷,在加工CNC鈦合金加工刀具的采用、切削用量的明確、不一樣鉆削方式的特性、加工容量及加工常見問題等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了討論,表明了自己對(duì)鈦金屬機(jī)械設(shè)備加工層面的個(gè)人見解和提議。

CNC鈦合金加工零件加工工藝方法分析

前言

CNC鈦合金加工密度低、強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度/相對(duì)密度)高、耐腐蝕特性好、耐溫性高、延展性、可塑性、可鍛性均不錯(cuò),現(xiàn)階段在航天航空、車輛、醫(yī)藥學(xué)、文體用品及電解法工??業(yè)等很多行業(yè)均已很多應(yīng)用鈦金屬。

但傳熱性會(huì)差、強(qiáng)度高、彈性模具劣等特點(diǎn)也造成鈦金屬變成較難加工的金屬材質(zhì)。

文中是對(duì)于其加工工藝特點(diǎn)匯總出的鈦金屬鉆削加工中的一些加工工藝對(duì)策。

鈦金屬原材料的具體優(yōu)勢(shì)

(1)鈦金屬抗壓強(qiáng)度高而相對(duì)密度小(4.4kg/dm3)、重量較輕,為一些大中型零部件緩解凈重給予了解決方法。

(2)熱強(qiáng)高朝。

鈦金屬在400~500℃情況下仍能保持較高的抗壓強(qiáng)度,可以好的工作,而CNC鋁合金加工的操作溫度只有在200℃下列。

(3)與不銹鋼板材對(duì)比鈦金屬原有的高耐腐蝕性可以節(jié)約飛機(jī)場(chǎng)日常運(yùn)作和維修保養(yǎng)的成本費(fèi)。

鈦金屬加工特點(diǎn)剖析

(1)傳熱系數(shù)低。

TC4在200℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)l=16.8W/m?℃,傳熱系數(shù)是0.036卡/CM?秒?℃,僅是鋼的1/4,鋁的1/13,銅的1/25。

在鉆削加工全過程中排熱和制冷實(shí)際效果差,減少了數(shù)控刀片使用壽命。

(2)彈性模具低,零件已加工表層回彈力大,造成已加工表層與數(shù)控刀片的后刃口觸碰范圍擴(kuò)大,既危害零件規(guī)格精密度又下降了刀具耐用度。

(3)強(qiáng)度要素。

強(qiáng)度值低的鈦金屬加工的時(shí)候會(huì)發(fā)粘,切削沾在數(shù)控刀片前刃口的鉆削刃周邊產(chǎn)生加工硬化,危害加工實(shí)際效果;強(qiáng)度偏高的鈦金屬加工時(shí)非常容易使數(shù)控刀片造成崩刃和浸蝕。

這種特點(diǎn)造成鈦金屬金屬材料污泥負(fù)荷低,僅為鑄鐵件的1/4,加工時(shí)間較同規(guī)格鑄鐵件要看起來多。

(4)有機(jī)化學(xué)兩親性強(qiáng)。

鈦不但可以與空氣中的主要成分氮、氧、一氧化碳等化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化,在CNC鋁合金加工表層產(chǎn)生TiC及TiN硬底化層,并且在鉆削加工造成的高溫情況下還能與刀具材料起反映,減少了數(shù)控刀片的耐磨性能。

(5)鉆削全過程中的安全系數(shù)差。

鈦歸屬于易燃性金屬材料,少量鉆削時(shí)加工中形成的高溫度和火苗很有可能造成鈦屑點(diǎn)燃。

鈦金屬加工工藝方式

(1)盡量應(yīng)用硬質(zhì)合金刀具,鎢鈷類硬質(zhì)合金刀具具備硬度高、傳熱性不錯(cuò)的特性,與鈦高溫下也不容易產(chǎn)生化學(xué)變化,合適用于加工鈦金屬。

(2)有效挑選數(shù)控刀片幾何圖形主要參數(shù)。

為減少鉆削溫度,降低數(shù)控刀片粘接狀況,可適度減少數(shù)控刀片偏角,根據(jù)提升切削與前刃口的觸碰總面積來排熱;與此同時(shí)擴(kuò)大數(shù)控刀片前角,降低因已加工表層回彈力與數(shù)控刀片后刃口磨擦觸碰而造成數(shù)控刀片粘接、已加工表層精密度減少的狀況;尖刀宜選用弧形銜接以提高數(shù)控刀片抗壓強(qiáng)度。

加工鈦金屬要常常刃磨數(shù)控刀片以保障其刃形銳利、銑面暢順。

(3)適合的鉆削主要參數(shù)。

明確鉆削主要參數(shù)可參照一下計(jì)劃方案:較低的切削用量――切削速度過高造成鉆削溫度大幅度上升;適度的切削速度――進(jìn)給量愈大鉆削溫度高,切削速度小則刃口因在硬底化層中鉆削時(shí)間長(zhǎng)而損壞加速;比較大的切割深層――尖刀翻過鈦金屬表層的硬底化層鉆削能提升數(shù)控刀片使用壽命。

(4)加工中金屬切削液總流量和工作壓力要大,對(duì)加工地區(qū)要充足持續(xù)的制冷以減少鉆削溫度。

(5)采用數(shù)控車床務(wù)必自始至終留意提升可靠性以防止震動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)。

震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致刃口崩碎、刀頭毀壞的結(jié)果。

與此同時(shí),加工鈦金屬加工工藝系統(tǒng)軟件剛度好些以確保切割時(shí)使用比較大的切割深層,但鈦金屬加工回彈力大,夾持力比較大會(huì)加重產(chǎn)品工件形變,故精加工時(shí)可以考慮到應(yīng)用組裝工裝夾具等輔助支撐點(diǎn)以達(dá)到加工工藝系統(tǒng)軟件彎曲剛度規(guī)定。

(6)切削方法一般選用銑面。

鈦金屬加工中逆銑導(dǎo)致的車刀粘屑和崩刃要比順銑造成的車刀損壞比較嚴(yán)重得多。

(7)切削普遍的問題是粘屑導(dǎo)致沙輪片阻塞及其零件表層燙傷。

故切削時(shí)須選用磨砂顆粒銳利、強(qiáng)度高、傳熱性好的綠碳化硅沙輪片;依據(jù)被加工表層光滑度的不一樣砂輪粒度可選用F36~F80;沙輪片強(qiáng)度應(yīng)過軟,用于降低磨砂顆粒與磨屑的黏附,減少切削熱;磨削切削速度要小、速率稍低,乳化油充裕。

(8)鈦金屬打孔時(shí)必須對(duì)規(guī)范麻花鉆開展刃磨以降低燒刀和麻花鉆斷裂狀況。

刃磨方式:適度擴(kuò)大夾角、減少鉆削位置偏角、擴(kuò)大鉆削位置前角,圓柱體刃倒光潔度數(shù)翻番。

加工中應(yīng)提升進(jìn)刀頻次,麻花鉆不可在孔內(nèi)滯留,立即清理切削,一定量的乳化油制冷,留意觀查麻花鉆變鈍應(yīng)立即清理切削,一定量的乳化油制冷,留意觀查麻花鉆變鈍應(yīng)立即拆換刃磨。

(9)鈦金屬鏜孔也必須對(duì)規(guī)范絞刀開展改革:鉸刃口帶總寬應(yīng)低于0.15mm,鉆削位置與校正位置宜弧形銜接,防止出現(xiàn)尖點(diǎn)。

鏜孔時(shí)可選用組絞刀多次鉸削,每一次提升絞刀直徑0.1mm下列,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速比宜偏慢,退刀時(shí)不泊車。

用這個(gè)方式鏜孔能做到較高的光滑度規(guī)定。

(10)攻外螺紋是鈦金屬加工中更為艱難的一環(huán),因扭距過大,銑刀刀齒迅速便會(huì)損壞,已加工位置的回彈力乃至能使銑刀斷裂在孔內(nèi)。

采用一般銑刀加工時(shí)要依據(jù)孔徑尺寸適度降低其齒輪模數(shù)以擴(kuò)大容屑室內(nèi)空間,在校正齒上空出0.15mm總寬的刃帶后需將后角擴(kuò)大至30°上下,除去1/2~1/3齒背,校正齒保存3扣后擴(kuò)大倒光潔度數(shù)。

提議采用跳牙銑刀能合理有效的降低數(shù)控刀片和產(chǎn)品觸碰總面積,加工實(shí)際效果亦不錯(cuò)。

加工常見問題

(1)數(shù)控刀片勤刃磨、維持銳利,以保證其加工全過程中造成盡量少的鉆削熱。

(2)機(jī)器設(shè)備、刀、工、工裝夾具應(yīng)維持干凈整潔,切削立即消除。

(3)應(yīng)用難燃或阻燃的專用工具遷移鈦屑。

將解決掉的碎渣儲(chǔ)放在沒有易燃器皿中遮蓋好。

(4)實(shí)際操作清理過的鈦金屬零件需戴整潔的膠手套,防止之后導(dǎo)致氧化鈉晶間腐蝕。

(5)鉆削范圍有防火安全設(shè)備。

(6)少量鉆削時(shí),割下的鈦屑一旦著火,可以用干粉滅火劑或沙質(zhì)土、干砂澆滅。

結(jié)語

與其它大部分金屬材質(zhì)對(duì)比,鈦金屬加工不但規(guī)定更高一些,并且限定大量。

可是,假如恰當(dāng)應(yīng)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)控刀片,并依照其加工規(guī)定將數(shù)控車床和配備提升到最好情況,一樣可以得到滿意的鈦金屬加工實(shí)際效果。

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