鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)部件,其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右,僅為鋼的60%,純鈦的密度才接近普通鋼的密度,一些高強(qiáng)度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。因此鈦合金的比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料,可制出單位強(qiáng)度高、剛性好、質(zhì)輕的零部件。飛機(jī)的發(fā)動機(jī)構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落架等都使用鈦合金。
要想加工好鈦合金,必須對其對其加工機(jī)理和現(xiàn)象理解透徹。很多加工方認(rèn)為鈦合金是一種極難加工的材料,就是因?yàn)閷ζ淞私獠粔?。今天就?dāng)小編為大家來分析分析鈦合金的加工機(jī)理及現(xiàn)象。
首先要講的是鈦合金加工的物理現(xiàn)象。鈦合金雖然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)象卻比加工鋼要復(fù)雜得多,這就使鈦合金加工的困難程度直線上升。
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(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。
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(qiáng)度的加工硬化現(xiàn)象。
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。
在加工薄壁或環(huán)形等易變形零件時,這個問題就顯得更加嚴(yán)重了,要將鈦合金薄壁零件加工到預(yù)期的尺寸精度,并不是一件容易的事。因?yàn)殡S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(diǎn)的材料強(qiáng)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(jìn)一步導(dǎo)致刀具急劇磨損??梢哉f,“熱”是導(dǎo)致鈦合金加工難度大的“病根”
加工鈦合金的工藝訣竅,與整個行業(yè)共勉。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:
(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。
(2) 保持恒定的進(jìn)給以避免工件的硬化,在切削過程中刀具要始終處于進(jìn)給狀態(tài),銑削時徑向吃刀量ae應(yīng)為半徑的30%。
(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。
(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。
(5) 盡可能在鈦合金軟的狀態(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。
(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,各切削參數(shù)中切削速度對刀具壽命vc的影響大,徑向吃刀量(銑削深度)ae次之。
鈦合金的硬度大于HB350時切削加工特別困難,小于HB300時則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象,也難于切削。因此可以從刀片入手解決鈦加工難題。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(kuò)散,也是形成溝槽磨損的原因之一。因?yàn)樵诩庸み^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。
值得一提的是,由于鈦合金在加工會產(chǎn)生很高的熱量,因此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。如今市場上也有專門用于鈦合金加工的銑刀獨(dú)特結(jié)構(gòu),能夠更好地適用于鈦合金加工。
當(dāng)下,各國都在開發(fā)低成本和高性能的新型鈦合金,努力使鈦合金進(jìn)入具有巨大市場潛力的民用工業(yè)領(lǐng)域,我國也不遺余力在此領(lǐng)域奮勇前行。相信通過全體行業(yè)人士的共同努力,在未來鈦合金的加工將不再是難題,反而成為我國制造業(yè)發(fā)展的一把利刃,為整個行業(yè)的發(fā)展披荊斬棘。
廠家直銷各種:數(shù)控加工中心,臥式鏜銑中心,立式加工中心,五面體加工中心,龍門加工中心,數(shù)控鉆銑床,數(shù)控鉆床,搖臂鉆床,立式鉆床、臺式鉆床,鉆銑床,鉆孔攻牙中心機(jī),銑床,立式銑床,臥式銑床,萬能銑床,炮塔銑床、端面銑床,龍門動梁銑床,龍門刨銑床,數(shù)控立式銑床,數(shù)控臥式銑床,數(shù)控雙頭銑床,車床,普通車床,數(shù)控車床,臥式車床,單柱立式車床,雙柱立式車床,數(shù)控管螺紋車床,雙頭車床,車銑復(fù)合機(jī)床、斜床身數(shù)控車床、萬能夾具機(jī)床、滾齒機(jī),數(shù)控滾齒機(jī)、慢走絲線切割,中走絲線切割,快走絲線切割,數(shù)控電火花機(jī)床,磨床,平面磨床,外圓磨床、精密磨床,數(shù)控磨床、數(shù)控龍門平面磨床,數(shù)控導(dǎo)軌磨床,數(shù)控磨齒機(jī),插床,刨床,龍門刨床,牛頭刨床,鋸床,立式鋸床,旋轉(zhuǎn)角度鋸床,臥式雙立柱鋸床,數(shù)控鋸床,紅外線全自動鋸床,金屬圓鋸機(jī)、圓棒倒角機(jī)、拉床、液壓臥式內(nèi)拉床、臥式機(jī)械內(nèi)拉床、液壓立式內(nèi)拉床、鏜床,數(shù)控鏜床,組合機(jī)床、豪克能機(jī)床、擰緊工具、數(shù)控機(jī)床等。
公司承接各種機(jī)械設(shè)備的搬運(yùn)、安裝、拆卸、移機(jī)、就位、調(diào)試、升級、維修、改造、保養(yǎng)維護(hù)工作服務(wù)等。
并兼營舊機(jī)床設(shè)備的評估,回收與置換等。
機(jī)床咨詢熱線:13679186788
西安全聯(lián)機(jī)床特別推薦:wvll.cn