為什么我們認(rèn)為鈦合金是一種難加工材料帚桩？因?yàn)閷ζ浼庸C(jī)理和現(xiàn)象缺乏深刻的認(rèn)識瞄隶。

　　1．鈦加工的物理現(xiàn)象

　　鈦合金加工時的切削力只是略高于同等硬度的鋼场暮，但是加工鈦合金的物理現(xiàn)象比加工鋼要復(fù)雜得多岸欣，從而使鈦合金加工面臨巨大的困難亏傅。

　　大多數(shù)的鈦合金的熱導(dǎo)率很低，只有鋼的1/7凰届，鋁的1/16醉装。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坚伍，而集聚在切削區(qū)域宵睦，所產(chǎn)生的溫度可高達(dá)1  000℃以上记罚，使刀具的刃口迅速磨損、崩裂和生成積屑瘤壳嚎，快速出現(xiàn)磨損的刀刃桐智，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烟馅。

　　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说庭，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郑趁，但是在切削過程中刊驴，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寡润，從而使刀具與工件之間摩擦現(xiàn)象大于切削作用捆憎。摩擦過程也會產(chǎn)生熱，加重了鈦合金導(dǎo)熱性不良問題梭纹。

　　加工薄壁或環(huán)形等易變形零件時躲惰，這個問題就更加嚴(yán)重，將鈦合金薄壁零件加工到預(yù)期的尺寸精度不是一件容易的事晶襟。因?yàn)殡S著工件材料被刀具推開時驳达，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)度和硬度明顯增加百览。此時映情，按照原先確定的切削速度加工就變得過高，進(jìn)一步導(dǎo)致刀具急劇磨損笑杯。

　　“熱”是鈦合金難加工的“罪魁禍?zhǔn)住保?/p>

　　2．加工鈦合金的工藝訣竅

　　在理解鈦合金加工機(jī)理的基礎(chǔ)上阱墩，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辱得，以減少切削力局该、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沉享，在切削過程中刀具要始終處于進(jìn)給狀態(tài)涉佑，銑削時徑向吃刀量a e應(yīng)為半徑的30%。

　　(3) 采用高壓大流量切削液顶质，以保證加工過程的熱穩(wěn)定性淮超，防止因溫度過高導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞。

　　(4) 保持刀片刃口鋒利旺订，鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因弄企，容易導(dǎo)致刀具失效。

　　(5) 盡可能在鈦合金最軟的狀態(tài)加工，因?yàn)榇阌埠蟛牧献兊酶y加工拘领，熱處理提高了材料的強(qiáng)度并增加刀片的磨損意乓。

　　(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)入切削约素。這可以減少每一點(diǎn)的切削力和熱量届良，防止局部破損。 在銑削鈦合金時圣猎，各切削參數(shù)中切削速度對刀具壽命v c的影響最大士葫，徑向吃刀量（銑削深度）a e次之。

　　3．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样漆，它往往是由于前期加工留下的硬化層所造成的为障。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)散晦闰，也是形成溝槽磨損的原因之一放祟。因?yàn)樵诩庸み^程中，工件的鈦分子在刀片的前面積聚散烂，在高壓高溫下“焊接”到刀刃上巾妖，形成積屑瘤。當(dāng)積屑瘤從刀刃上剝離時变钙，將刀片的硬質(zhì)合金涂層帶走牵梗。

　　因此，鈦合金加工需要特殊的刀片材料和幾何形狀挥棒。例如仓脓，美國ATI集團(tuán)旗下的Stel lram 公司就是一家難加工材料解決方案提供商，其1B和4E車削刀片具有微粒硬質(zhì)合金基體和超硬納米TiAlN PVD涂層芭惠，牌號為SP0819锨间，能保證在高溫鈦合金加工時減少積屑瘤的生成。其中IB用于Ti6Al4N鈦合金的精加工弦离，4E用于粗加工和半精加工婿芝，4E刀片的特點(diǎn)和性能。

　　4．適合鈦加工的刀具結(jié)構(gòu)

　　鈦合金加工的焦點(diǎn)是熱棵章，大量高壓切削液要及時準(zhǔn)確地噴射到切削刃上挨让，才能夠快速地將熱量移除。山特維克可樂滿公司推出專門用于鈦合金加工的銑刀CoroMill 690缓溅。

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