一、鈦合金的切削加工性能特點

　　1．鈦合金材料特點

　　鈦及其合金同其他金屬材料比較，具有3 個顯著的優(yōu)點：比強度高、中溫性能好驳墓、耐腐蝕。在室溫下胡撩，鈦合金的比拉伸強度為高強度結(jié)構(gòu)鋼的1.26倍、高強度鋁合金的1.38倍派交。在400～550℃溫度范圍內(nèi)效床，鈦合金的比持久強度睹酌、比蠕變強度和比疲勞強度都優(yōu)于耐熱不銹鋼剩檀。

　　鈦合金從金屬組織上可分為α相鈦合金、β相鈦合金和（α+β）相鈦合金卤妒。硬度及強度按α相字币、（α+β）相、β相的次序增加洗出，而切削加工性按這個次序下降图谷。

　　2．鈦合金切削加工特點

　　鈦合金的硬度大于350HBS或300HBS都難進行切削加工，但困難的原因不在于硬度方面便贵，而在于鈦合金本身的力學(xué)弱豹、化學(xué)棠岭、物理性能間的綜合，切削加工特點表現(xiàn)為：變形系數(shù)斜蹙狻；切削溫度高芭患；主切削力小而背向力大惨译；切屑呈擠裂狀，加工表面易生成硬脆變質(zhì)層一黄；粘刀現(xiàn)象嚴重扰肌。

　　3．鈦合金內(nèi)螺紋攻絲特點

　　由于鈦合金的諸多特性，在鈦合金材料上進行內(nèi)螺紋攻絲曙旭，是鈦合金切削加工中最困難的工序，尤其對于小孔螺紋的加工更加困難钻趋，而且離不開絲錐攻制剂习。主要表現(xiàn)為攻螺紋總扭矩大，約為45 鋼攻螺紋扭矩的2倍失仁；絲錐刀齒過快磨損们何、崩刃，甚至被“咬死”而折斷淋塌。其主要原因是鈦合金彈性模量太小苛豺，已加工的螺紋表面會產(chǎn)生很大回彈乾乘，給絲錐刀齒的側(cè)后面及齒頂后面很大的法向力，從而造成很大的摩擦扭矩牺独；加之切削溫度高、切屑有粘刀現(xiàn)象不易排除鉴吕、切削液不易到達切削區(qū)等捌唾；加工表面容易產(chǎn)生應(yīng)力集中汪仰，并形成硬脆層吆视，被加工螺紋表面質(zhì)量較差啦吧。

　　二、鈦合金內(nèi)螺紋用絲錐的設(shè)計

　　為滿足航空企業(yè)的專用性要求琳水，解決上述加工問題的關(guān)鍵是提高鈦合金內(nèi)螺紋攻絲用絲錐的加工性能般堆，必須對鈦合金攻絲用絲錐的幾何參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計在孝，并采取適當加工條件淮摔。從絲錐的結(jié)構(gòu)形式、刀具參數(shù)方面進行改進和橙，這都是非常重要的措施魔招，同時根據(jù)工件螺孔形式、螺孔精度要求涯贝、機床條件等諸多不同的條件設(shè)計、選用合適的絲錐频咨。

　　1．絲錐材料的選用

　　采用硬質(zhì)合金作為刀具，以提高生產(chǎn)率经聊。應(yīng)該選用與鈦合金親和力小匹惊、導(dǎo)熱性能良好、強度高的細晶粒鎢鈷類硬質(zhì)合金澈灼。同時絲錐也可選用高溫性能好的高速鋼：W2Mo9Cr4VCo8（M42）叁熔、 W6Mo5Cr4V2AI（501）及粉末冶金高速鋼床牧。其次戈咳，為提高絲錐的使用性能，還可以對絲錐表面進行涂層強化處理糯累∮窘悖可選用TiAlCN囤檐、TiCN、TiAIN 鹅棺、TiN等涂層淋渤，涂層后的刀具表面有硬層，耐磨性好汹振，與被加工材料間的摩擦系數(shù)小，但不降低基體材料的韌性沼津，刀具的耐用度顯著提高荞篙。

　　2．絲錐結(jié)構(gòu)的設(shè)計

　　在絲錐結(jié)構(gòu)方面，首先應(yīng)提高刀具材料的剛性科绣，好的材料結(jié)合適當?shù)娜芯咝问降罟茫拍馨l(fā)揮出較好的性能】鲜剩可以根據(jù)需要選用直槽絲錐变秦、跳牙絲錐及修正齒型角絲錐等多種形式。

　】蛱颉（1）直槽絲錐

　　a.絲錐前角和后角對其加工性的影響伴栓。

　　根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的觀察，加工鈦合金時饺窿，鈦合金被切削時易產(chǎn)生彈性變形和彈性恢復(fù)肚医，使摩擦力和切削力增大肠套，刀具磨損加快夜川，被切螺紋精度降低麻百。絲錐的前刀面崩損嚴重拴猖，多發(fā)生在切削錐上接近導(dǎo)向部分附近伐蔚，開始是單個螺牙崩掉谁意，繼而是幾個螺牙的前刀面連片的崩掉。這是由于該部位的切削刃接近于螺紋外徑，刀齒變尖硫朦，強度減弱贷腕。當前角較大時背镇，強度減弱更為明顯咬展，刀刃受力集中在螺齒間部分，更易崩損瞒斩。因此絲錐的合理前角應(yīng)根據(jù)被加工鈦合金材料的加工特性來選擇破婆，應(yīng)選擇較小前角，為此選前角為5°左右胸囱。

　　后角選擇不當對絲錐崩齒也有一定的影響祷舀，如果切削錐的后角太大，則絲錐回攻時未脫落的切屑及已脫落細小切屑容易從刃瓣背后擠進去烹笔，而不是被切掉裳扯，與絲錐背面產(chǎn)生強烈的摩擦和擠壓，有時也會引起絲錐前刀面的崩損谤职。為了減小摩擦力和摩擦扭矩饰豺、避免絲錐粘屑、提高螺紋表面質(zhì)量允蜈，將加工鈦合金用絲錐后角加大為4°～8°冤吨。同時，整個絲錐牙型面應(yīng)全齒鏟背帆田，保證齒側(cè)后角為30′～40′训寝。

　　b.普通材料通孔攻絲時，通常選取絲錐的切削錐長度L5=2P般蚪，切削錐度Kr=17°恨蒙，每齒切削厚度ac=P·sinKr/N（N 為齒數(shù)），N =3恶稼，P=1時禁舌，ac=0.09745mm。鈦合金通孔攻絲加工時涌俘，為降低攻絲切削力权煎，選取切削錐長度L5=（10～20）P。為保證順利導(dǎo)入螺紋底孔昔永，按tanKr=（0.7～0.8）P /L 5 選取切削錐度狱揩，即Kr=4 °～2 °，每齒切削厚度：N=3缺钓，P=1時彻犁，ac=0.023～0.012mm;每齒切削厚度大幅減少。c. 為了減小摩擦和螺紋孔的擴張量，加大校準部分刀齒后角汞幢，將加工鈦合金用絲錐的倒錐度加大至（0.04～0.08）mm/25mm驼鹅。

　　d.精錐是攻絲加工時切制出最終完整牙型的精加工刀具，為了提高鈦合金攻絲的螺紋尺寸精度和表面質(zhì)量森篷，必須提高精錐的尺寸精度和表面質(zhì)量输钩，減少切削載荷。

　　e.絲錐的槽形對加工的影響仲智。絲錐容屑槽形狀對切屑的形狀有很大的影響买乃，容屑槽應(yīng)能保證切屑的順利卷曲，并且有較大的容屑空間钓辆，對盲孔攻絲來說剪验，這一點尤其重要。

　∏傲（2）跳牙絲錐

　　a.為了減小絲錐與工件上已切螺紋的摩擦力功戚，在直槽絲錐或螺旋槽絲錐工作部分，同一刃瓣上的齒每隔一個去掉一齒橱孽，再把沿同一螺旋線方向相鄰2刃瓣上去齒的部位做到相互錯開一個齒拥臼，這種絲錐就成為跳牙絲錐。由于間隔去掉齒而留出的空間給鈦合金工件的彈性變形留出了空間坏扣，減少了絲錐螺紋表面與工件螺紋表面間的摩擦力春异，降低了攻絲扭矩并減少了粘牙現(xiàn)象，改善了切削條件则徒；同時去掉間隔齒而留出的空間可以容納一部分切削液氛坪，使得冷卻充分，降低切削熱冠幕，進一步改善了切削條件骡侮。采用這種改進的絲錐加工鈦合金上的螺紋，改善了螺紋的加工雇蚁，效果十分明顯束沼。

　　b.加工跳齒絲錐時，其去齒形式為：保持切削錐部螺紋不變（即不改變切削圖形和切削厚度）讥高，從切削錐部后的第二個完整齒開始揣誓，將校準部分構(gòu)成螺旋線的各齒隔一圈去掉一圈，使絲錐切削條件有所改善巾陕，可以避免在校準部分發(fā)生熔敷現(xiàn)象讨跟。去齒時，齒形殘留部分的最大直徑鄙煤，約等于絲錐小徑或允許大于小徑0.1mm晾匠，最好不大于攻絲前的底孔直徑茶袒。應(yīng)注意避免砂輪碰到兩側(cè)齒形的齒面。

　　c.同時還應(yīng)注意凉馆，應(yīng)在絲錐去齒前用三針測量中經(jīng)薪寓，否則就難以測量。因為找不到既與絲錐在中經(jīng)線附近相切澜共，又與去齒后殘留齒形不相碰的標準三針向叉。

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