北京不鏽鋼異型件加工中心加工中心精（jīng）加（jiā）工鈦合金的工藝分（fèn）

鈦合金材料由於其密度小，比強度高，耐高溫，抗氧化性能（néng）好等特點，應用廣泛。但鈦合金機械加工性能差，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（jīn）可分三種：a鈦（tài）合金，b鈦合金和a＋b鈦合金。a b鈦合金是（shì）由a和b雙相組成，這類合金組織穩定，高溫變形性能（néng）、韌性、塑（sù）性較好，能進行淬火（huǒ）、時效（xiào）處（chù）理，使（shǐ）合金強化。鈦合金的性能特點主要表現在：1) 比強（qiáng）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（rè）穩定性好，在300～500℃條件下，其強度約（yuē）比鋁合金高10倍。3) 化學活性大。鈦可與空氣中的（de）氧、氮、一氧化碳、水蒸氣等物質產生（shēng）強烈的化學反應，在表麵形成TiC及TiN硬化層（céng）。導熱性（xìng）差。鈦合金導熱性差，鈦（tài）合金（jīn）TC4在200℃時的（de）熱導率l=16.8W/m·℃，導熱係數是0.036卡（kǎ）/厘米·秒·℃。鈦合金機加工特性分（fèn）析首先（xiān），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（qū）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（yì）於在切削區形成（chéng）高溫，加工（gōng）後零件變形回彈大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨（mó）損快，耐用度降低。其次，鈦合金的導熱係（xì）數低，使切削熱積於切削刀附近的小麵（miàn）積區域內不易散發，前刀麵摩擦力加大，不易排屑，切削熱不（bú）易散發，加速刀具磨損（sǔn）。***後，鈦合金化學（xué）活性高，在高溫下加工易與刀具材料起反應，形成溶敷（fū）、擴散，造成粘刀、燒（shāo）刀、斷刀等現象。鈦合金在加工中心（xīn）上（shàng）的銑削案例分析零件（jiàn）的結構形式，見圖1。圖1 零件外形尺寸該零件的特點是：·形狀較複雜，精度要求（qiú）高。·加工過程中必須進行多種工序加工。·必須嚴格控製零件公差（chà）範圍（wéi）。·價格昂貴（guì），加工成本高。加工中心（xīn）加工鈦合金特（tè）點·加工中心（xīn）可以多個零（líng）件同時加工，提高生產效率。·提高零件的加工精度，產品一致性好。加工中心（xīn）有刀具補（bǔ）償功（gōng）能，可以獲得機床本身的加工精度。·有（yǒu）廣泛的適應性和較大（dà）的靈活性。如本（běn）零件的圓（yuán）弧（hú）加工、倒角和過渡圓角。·可以實現一機（jī）多能（néng）。加工中心可以進行銑削、鑽孔、鏜孔、攻絲等一（yī）係列加工。·可以進行******的成（chéng）本計算，控製生產進度。·不需（xū）要專用夾具，節約大量成本經費，縮短生產（chǎn）周期。·大大減輕了工人的勞動強度。·可以與UG等加工（gōng）軟件進行多軸加工。刀具材料的選擇刀具材料選用應滿足下列要求：·足夠的硬（yìng）度。刀具的硬度必須要遠大（dà）於鈦合金硬度。·足夠的強度和韌性（xìng）。由於刀具切削鈦合金時承（chéng）受很大的扭矩和切（qiē）削力，因此必須有（yǒu）足夠的強度和韌性。·足夠的耐磨性。由於鈦合金韌性（xìng）好，加（jiā）工時切削刃要（yào）鋒（fēng）利，因此刀具材料必須有足夠的抗磨損能力（lì），這樣才能減少加工硬化。這是選擇加工鈦合金刀具***重要的（de）參（cān）數。·刀（dāo）具材料與鈦合金親合能力要差。由於鈦合金化學活性（xìng）高，因此要避免刀（dāo）具材料和鈦（tài）合金形成溶敷、擴散而成合金，造成粘（zhān）刀、燒（shāo）刀（dāo）現象。經過對國內常用刀具材料和國外刀具材（cái）料進行試驗表明，采（cǎi）用高鈷刀具效果理想，鈷的主要作用能加強二次硬（yìng）化效果，提高紅硬性和（hé）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（dāo）的幾何參數鈦（tài）合金的加工特性決定刀（dāo）具的幾何參數與普通刀（dāo）具存在著較（jiào）大區別。·螺旋角β 選（xuǎn）擇較小的螺旋（xuán）升角，排屑槽增大（dà），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（bì）免鈦合金（jīn）產生過多切削熱，從而避免產生二次硬化（huà）。·後角α 減（jiǎn）小（xiǎo）刀刃的磨損速度，有利於散熱，耐（nài）用（yòng）度（dù）也得到很大程度的提高。切削參數選擇鈦合金機（jī）加工（gōng）應選擇較（jiào）低（dī）的切削速度（dù），適當大的進給量，合理（lǐ）的切深和精加工量，冷卻（què）要充分。·切削速度（dù）Vc Vc=30～50m/min·進給量（liàng）f 粗加工時取（qǔ）較大進給量，精加工和半精加工取適中（zhōng）的進給（gěi）量。·切削深（shēn）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（dāo）具粘刀、燒刀、斷裂現象。·精加工餘量αc適中 鈦合金表麵硬化層約0.1~0.15mm，餘量太小，刀刃切削（xuē）在硬化層上，刀（dāo）具（jù）容（róng）易磨損，應該避免硬化層加工，但切（qiē）削餘量不宜過大。冷卻液鈦合金（jīn）加（jiā）工***好不用含氯的冷（lěng）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（yòng）合（hé）成水溶性乳化液，也可自配用冷（lěng）卻液。切削加工時冷卻液要保證（zhèng）充足，冷卻液循環速度要快，切削液流量和壓力要大，加工中心都配有專用冷卻噴嘴，隻要注意調整就能達到預期的效果。通過對鈦合金的特性分析，解決了（le）鈦合金切削加工過程中（zhōng）存在的難題；通過編製正確、科學的加工工藝，可以（yǐ）降低成本，提高生產效率，得出（chū）如（rú）下結論：·用（yòng）加工中心精（jīng）加（jiā）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（dāo）具。·選擇合理的刀具（jù）幾何參數、切削參（cān）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（shì）提高效益、節約成本的***佳方（fāng）法。

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