用在飛機(jī)上的鈦合金加工
現(xiàn)在痢士,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展鹅经,對汽車和飛機(jī)零件高強(qiáng)度化和輕量化的要求越來越高今穿。因此缤灵,這些零件所使用材料中的鈦、鎳合金等也在不斷增加蓝晒。這種材料一般稱為切削加工性差的“難切削材料”腮出。加工此類材料的切削刀具也必須能夠適應(yīng)難切削材料特有的加工條件和加工方法。
近年來芝薇,飛機(jī)機(jī)身部件以及噴氣發(fā)動機(jī)的壓縮機(jī)零部件越來越多地采用了鈦合金胚嘲。在波音公司最新型的B787-8噴氣客機(jī)中,每架飛機(jī)的鈦合金使用量已增加到10噸左右洛二。
鈦合金的特點
鈦合金的優(yōu)點:①重量輕馋劈;②比強(qiáng)度高;③耐金屬疲勞晾嘶;④化學(xué)性能穩(wěn)定妓雾。
鈦合金的缺點:①切削加工性差;②溫度超過400℃則強(qiáng)度降低(因此用于發(fā)動機(jī)的低溫部分)垒迂。
鈦合金難切削的主要原因:①熱傳導(dǎo)率低屁坛,刀尖易聚熱;②切削熱引起的高溫造成粘結(jié)笨拯,導(dǎo)致刀具壽命降低宽缎;③與鋼相比,鈦合金彈性模量小虚缘,回彈效應(yīng)可能引起高頻顫振奕喻、擦痕和加工誤差等問題您奶。
鈦合金的加工方法
(1)將刀尖溫升控制到最小程度
①切削速度不宜過高(40~60m/min)
切削速度過高會產(chǎn)生大量切削熱摧篱,導(dǎo)致刀具壽命降低晋鼓,因此應(yīng)避免采用過高的切削速度。
∷善弧②縮短刀具與工件的接觸時間
刀具與工件接觸時間越長摘链,產(chǎn)生的熱量就越多,會導(dǎo)致刀具壽命降低丘多。而刀具直徑越大岗努,接觸時間就越長,因此在允許的范圍內(nèi)谢鹊,應(yīng)盡可能使用小直徑刀具算吩。
③不宜加大切削寬度
切削寬度越大佃扼,接觸時間越長偎巢,會增加發(fā)熱量。因此兼耀,加工時不宜加大切削寬度压昼,而通過增加切削長度來提高加工效率。使用長刃刀具等對于粗加工很有效瘤运。切削寬度小的臺肩銑削能減少切削熱窍霞,使提高切削速度成為可能。
≌亍④使用45°主偏角刀具
只要工件形狀允許但金,應(yīng)盡可能使用45°主偏角的刀具,以減薄切屑似谁,延長刀具壽命傲绣。
⑤充分使用切削液钓赛,提高冷卻效果
充分使用切削液待鲤,尤其是15MPa以上的超高壓切削液,以降低刀尖溫度勃说、改善切屑處理效果狞饮、防止產(chǎn)生積屑瘤。從而能夠提高切削速度和生產(chǎn)率痒塞。
∮陡鳌(2)提高刀具剛性
通過縮短刀具懸伸長度、增大刀具直徑洪磕,可提高刀具剛性指胡、減小刀具撓曲度诲有。在因工件形狀必須采用較大懸伸量的場合,應(yīng)用插銑加工也很有效橘忿。
∫┓狻(3)鋸齒切削刃刀具的使用
由于鋸齒切削刃可減小接觸寬度,從而可減少熱量的產(chǎn)生侯选。此外吠谢,切削液可從鋸齒之間到達(dá)被切削面,因此鋸齒切削刃刀具對鈦合金的加工十分有效诗茎。
」し弧(4)鈦合金加工對刀具的要求
①加大刀具前角(減少切削熱的產(chǎn)生)敢订;提高刀具剛性王污。
②使用鋒利的切削刃枢析;防止發(fā)生粘結(jié)玉掸。
∪恤铩③選用與被切削材料親和力低的刀片材料醒叁。
④選用能抗崩刃和打刀泊业、韌性和耐熱性好的刀具材料(M類)把沼。
⑤選用鋸齒型刃口刀具(可用于粗加工)吁伺。
鈦合金加工實例
(1)ISCAR公司風(fēng)火輪銑刀加工鈦合金實例
風(fēng)火輪銑刀是具有鋸齒刃口的圓刀片饮睬。加工條件:工件材料:Ti-6Al-4V;使用刀具:銑刀型號FRW D34A50-04-22-16谷培,刀片型號RCMT1607-FW-F20 IC908卦瘤;懸伸長度:200mm;切削條件:切削速度55m/min藤侦,切削寬度40mm瑰氨,切削深度3mm,進(jìn)給速度98mm/min樊何。與普通圓刀片相比的功率與排屑量如下:風(fēng)火輪刀片:所需功率0.3kW特血,排屑量33.0cc/kW;圓刀片:所需功率0.57kW秀彤,排屑量17.5cc/kW猜著。與相同材質(zhì)的圓刀片相比,鋸齒刃刀具每千瓦的排屑量增加了49%笙吠。即使進(jìn)給速度提高到原來的2倍(196mm/min)禀锋,仍可得到相同的結(jié)果垄暗。此外,切屑也被分割得更細(xì)禀综,刀具不易崩刃郎哭,刃口狀況良好。
」酱妗(2)超高壓切削油使用實例
使用ISCAR公司的CUT GRIP硬質(zhì)合金切槽刀并采用超高壓切削油加工壓縮機(jī)殼體時的加工條件:工件材料:Ti-6Al-4V夸研;使用刀具:刀桿型號BHC8,刀片型號GIPY8.00-4.00IC20依鸥;切削條件:切削速度100m/min亥至,進(jìn)給量0.2~0.25mm/r,切深0.5mm贱迟;加工要求:精加工姐扮。切削速度從過去的30m/min提高到150m/min,加工時間縮短為原來的1/3衣吠。同時茶敏,大幅度改善了切屑處理效果,減少了因粘結(jié)引起的突發(fā)性打刀缚俏,實現(xiàn)了穩(wěn)定加工惊搏。
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