鈦合金零件的高速銑削加工

發(fā)布日期:2013-09-06    蘭生客服中心    瀏覽:4278

  在銑削加工中,鈦合金的一個(gè)重要特性就是熱傳導(dǎo)性極差。由于鈦合金材料的高強(qiáng)度和低熱傳導(dǎo)率,加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生極高的切削熱(如果不加控制可高達(dá)1200℃)。熱量不是隨切屑排出或被工件吸收,而是聚集在切削刃上,如此高的熱量將大大縮短刀具壽命。

  采用特殊的加工技術(shù),就有可能提高刀具性能與壽命(采用正確的加工技術(shù)控制溫度,可將溫度降低到250~300℃)。

  一、減少熱量生成

  減小刀具與工件的徑向和軸向接合可以控制切削熱的產(chǎn)生。對(duì)于鈦合金而言,在因過熱而產(chǎn)生積屑瘤之前,對(duì)速度、進(jìn)給量、徑向和軸向接合的調(diào)整期限很短。為了達(dá)到適當(dāng)?shù)牡毒邏勖,加工鈦合金只需最?5%的“接合弧長(zhǎng)”,與之相比,加工普通鋼材時(shí)接合弧長(zhǎng)為50%~100%。減少接觸弧長(zhǎng)可以提高切削速度,在不損失刀具壽命的前提下提高金屬切除率。

  采用切入角為45°的刀具或減薄切屑,可增加刀具切削刃與切屑的接觸長(zhǎng)度,從而減少局部高溫,延長(zhǎng)切削刃壽命,同時(shí)也允許采用更高的切削速度。

  二、刀片幾何尺寸設(shè)計(jì)

  切削鈦合金時(shí),采用外周磨削刀片對(duì)于最大限度地減小切削壓力以及與被加工表面的摩擦力至關(guān)重要。刀片幾何角度必須采用正角,但這還不足以確保獲得最佳性能。如果為了增強(qiáng)切削刃的第一部分而采用強(qiáng)度較高的小初始角,那么采用較大的次級(jí)角(以獲得較大的正倒棱)對(duì)于增強(qiáng)刀片抗壓性和延長(zhǎng)刀具壽命是最佳的幾何設(shè)計(jì)。此外,輕微的鈍化也有助于保護(hù)切削刃,但鈍化尺寸必須與切削過程相協(xié)調(diào)并保持嚴(yán)格的公差。加工鈦合金時(shí),需要利用鋒利的切削刃剪切材料,但切削刃過于鋒利容易導(dǎo)致崩刃而縮短刀具壽命。適當(dāng)?shù)拟g化可保護(hù)切削刃,避免過早崩刃。正確的刀片幾何參數(shù)可減小對(duì)刀具材料的應(yīng)力和壓力,使刀具獲得更長(zhǎng)的壽命和提高加工效率。

  刀體和刀片的切削角必須是正角,以獲得累進(jìn)切削效應(yīng),并避免切削時(shí)對(duì)整個(gè)切削刃產(chǎn)生沖擊而無法獲得期望的剪切效果。如果不這樣做,工件結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生變形,使加工無法進(jìn)行。

  三、凹腔銑削與螺旋插補(bǔ)銑削

  在進(jìn)行凹腔銑削和螺旋插補(bǔ)銑削時(shí),必須使用內(nèi)冷卻刀具,如果可能的話,應(yīng)采用恒定壓力的冷卻液,這對(duì)于深凹腔或深孔加工尤其重要。

  加工深凹腔時(shí),采用帶模塊式切削頭的高密度硬質(zhì)合金加長(zhǎng)刀具可以提高剛性和減小撓曲變形,獲得最佳加工效果。

  冷卻液的功能是將切屑從切削區(qū)清除,避免可能造成刀具早期失效的二次切削。同時(shí),冷卻液還有助于降低切削刃的溫度,減少工件幾何變形,延長(zhǎng)刀具壽命。

  用銑刀進(jìn)行螺旋插補(bǔ)銑孔可減少刀庫中其它刀具(如鉆頭等)的使用,采用一種直徑的銑刀即可加工出不同尺寸的孔徑。

  隨著鈦合金在航空航天工業(yè)的應(yīng)用不斷增長(zhǎng),支持高效加工鈦合金的切削技術(shù)也在不斷發(fā)展。由于對(duì)鈦合金零件加工能力的大量需求,那些采用最有效加工技術(shù)的車間或制造商將首先受益。

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