分析鈦合金零件加工工藝方法

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方面實現(xiàn)了討論，表明了自己對鈦金屬機(jī)械設(shè)備加工層面的個人見解和提議。

前言

CNC鈦合金加工密度低、強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度/相對密度）高、耐腐蝕特性好、耐溫性高、延展性、可塑性、可鍛性均不錯，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。

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

文中是對于其加工工藝特點匯總出的鈦金屬鉆削加工中的一些加工工藝對策。

鈦金屬原材料的具體優(yōu)勢

（1）鈦金屬抗壓強(qiáng)度高而相對密度小（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）與不銹鋼板材對比鈦金屬原有的高耐腐蝕性可以節(jié)約飛機(jī)場日常運(yùn)作和維修保養(yǎng)的成本費(fèi)。

鈦金屬加工特點剖析

（1）傳熱系數(shù)低。

TC4在200℃時導(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候會發(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，危害加工實際效果；強(qiáng)度偏高的鈦金屬加工時非常容易使數(shù)控刀片造成崩刃和浸蝕。

這種特點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，少量鉆削時加工中形成的高溫度和火苗很有可能造成鈦屑點燃。

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間長而損壞加速；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發(fā)展趨勢。

震動會導(dǎo)致刃口崩碎、刀頭毀壞的結(jié)果。

與此同時，加工鈦金屬加工工藝系統(tǒng)軟件剛度好些以確保切割時使用比較大的切割深層，但鈦金屬加工回彈力大，夾持力比較大會加重產(chǎn)品工件形變，故精加工時可以考慮到應(yīng)用組裝工裝夾具等輔助支撐點以達(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）鈦金屬打孔時必須對規(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。

鏜孔時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，退刀時不泊車。

用這個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，加工實際效果亦不錯。

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。

將解決掉的碎渣儲放在沒有易燃器皿中遮蓋好。

（4）實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，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際效果。

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