鈦合金切削刀具選用.docx

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1、鈦合金切削中刀具材料選用及加工工藝介紹 ???由于鈦合金具有比重小,比強度與熱強度高,熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性好,可以顯著地減輕產(chǎn)品重量,提高推重比、結(jié)構(gòu)的抗熱能力和可靠性,所以在航空、航天、石油、化工、造船等部門得到廣泛應(yīng)用,幾年來,由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)要求,我們在鈦合金的切削加工工藝上進行了一些探索,下面就此作一介紹。???鈦合金簡介???鈦合金是同素異構(gòu)體,在低于882℃時呈密排六方晶體,稱為α鈦,在882℃呈體心六方晶體,稱為p鈦,隨著添加其它合金元素的種類、數(shù)量不同,相變、溫度及相分含量也逐漸改變,從而得到不同的鈦合金,室溫下可分為α、(α+β)、β型三種?基本組織,各組織對應(yīng)

2、的典型牌號有α鈦:TA6―TA8;α+β:TCl―TCll;β鈦;TBl―TB3。???(1)影響鈦合金切削加工性的因素?鈦及鈦合金的切削加工,從切削的刀具耐用度、加工表面的質(zhì)量及切屑形成和排屑的難易程度等方面來衡量,鈦及鈦合金屬難加工材料。鈦及鈦合金的切削加工性比奧氏體不銹鋼還差,退火或固溶處理的鈦合金切削加工性優(yōu)于高溫合金,而經(jīng)時效處理后的鈦合金切削加工性和高溫合金差不多。???鈦合金切削加工性差主要有以下原因:???①導(dǎo)熱、導(dǎo)溫系數(shù)小,切削溫度高。鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)平均是工業(yè)純鈦的一半,導(dǎo)溫系數(shù)分別為鐵和鋁的1/4和1/16,因此在相同的切削條件下,鈦合金的切削溫度比4

3、5鋼高1倍以上。???②切削變形系數(shù)小,單位面積上的切削力大。鈦合金的切削變形系數(shù)小于1或接近1,鈦合金切屑被主切削刃切離后,立即向上翻卷,使切屑與刀具前刀面接觸減少,刀具單位面積上所承受的壓力要比一般鋼材大得多,切削溫度急劇上升。???③化學(xué)活性大。鈦合金在300℃以上高溫下極易與刀具材料“親和”,產(chǎn)生嚴(yán)重的粘刀現(xiàn)象o???(2)刀具材料的選擇?切削加工鈦合金的刀具材料,要求抗變強度高、硬度高、韌性好、熱硬性好、耐磨性好,還要散熱好,決不能用含鈦的刀具材料,因為含鈦的刀具材料在高溫下很容易與鈦合金親和,加劇刀具磨損。切削刀具要求刀面表面光潔,刃口鋒利。對多刃刀具,應(yīng)控制切

4、削刃的跳動量。常用切削鈦合金的刀具材料見表1。???綜合因素探討???影響鈦合金切削加工的因素很多,要依據(jù)實際零件加工情況從各個方面進行綜合分析,找出最佳途徑。下面介紹一下在加工TA7、TC4材料零件中采取的幾點措施。???(1)切削機床、夾具的選擇切削加工鈦合金應(yīng)選擇剛性好、功率大、具有大的變速范圍和進給范圍的機床,以便于調(diào)整切削參數(shù)。切削加工前認(rèn)真調(diào)整機床導(dǎo)軌間隙,或單獨使用某一方向進給加工時,最好將另一方向的螺母鎖緊,減少機床振動;夾具剛性要好,使用圓工作臺時,應(yīng)將其間隙調(diào)好,螺母鎖緊。???(2)切削用量、刀具幾何參數(shù)選擇切削加工鈦合金時,應(yīng)重點考慮鈦合金切削時會產(chǎn)

5、生較高溫度的因素,由于切削溫度高,刀具磨損加快。切削溫度一般取值為:硬質(zhì)合金刀具切削溫度應(yīng)控制在600―800℃,高速鋼刀具切削溫度控制在450―560℃的范圍內(nèi),還要嚴(yán)格控制切削用量,特別是切削速度不能高。在實際加工中要根據(jù)具體材料和不同加工工序進行選擇,并使用充足的切削液,提高切削效率。切削鈦合金刀具的幾何參數(shù)見表2。表1?常用切削鈦合金的刀具材料??????牌號抗彎強度σbb(MPA)??硬度HRA(≥)?????????????????????刀具種類YC6132091.0?車刀、鏜刀、銑刀、鉆頭、鉸刀YC8174189?車刀、鏜刀、銑刀、鉆頭、鉸刀、螺紋刀具、拉刀

6、Y330196090.5?銑刀、鉆頭、鉸刀、拉刀W12Cx4V4Mo320066-67?車刀、銑刀、成型銑刀、鉆頭、鉸刀、絲錐、拉刀W12M03Cr4V3C05Si2844-333466―69?車刀、銑刀、成型銑刀、鉆頭、鉸刀、螺紋刀具、拉刀W6M05Cx4V2A14511-460965-69車刀、銑刀、成型銑刀、鉆頭、鉸刀、螺紋刀具、拉刀、絲錐W10M04Cr4V3A12452-313866―69銑刀、鉆頭、鉸刀W2M09Cr4VC081765-235466-69?車刀、銑刀、成型銑刀、螺紋刀具、拉刀、絲錐表2?切削鈦合金刀具的幾何參數(shù)(供參考)?前角軸向前角?徑向前角?

7、?主偏角??后角??副后角??副偏角?刃傾角?螺旋角?刀具材料類型高速鋼車刀6°--12°45°--90°5°--8°5°--15°0°--5°硬質(zhì)合金車刀3°--7°45°--90°8°--12°15°0°--5°端銑刀0°5°--8°13°--17°12°--60°8°--12°5°--8°6°--10°硬質(zhì)合金立銑刀?10°--12°12°5°--8°3°--5°30°高速鋼立銑刀15°--18°6°--10°1°--10°35°--45°0°10°高速鋼盤銑刀

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