1.鈦合金可分為哪幾類?
鈦是同素異構(gòu)體盛撑,熔點(diǎn)為1720℃阶糖,在低于882℃時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu)短即,稱為α鈦矛郁;在882℃以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu)意苞,稱為β鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)蒜座,添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪孛烙颍蛊湎嘧儨囟燃跋喾趾恐饾u改變而得到不同組織的鈦合金。室溫下,鈦合金有三種基體組織茧纵,鈦合金也就分為以下三類:
(1) α鈦合金:它是α相固溶體組成的單相合金杭厘,不論是在一般溫度下還是在較高的實(shí)際應(yīng)用溫度下,均是α相郭销,組織穩(wěn)定隶丁,耐磨性高于純鈦,抗氧化能力強(qiáng)骂铁。在500℃~600℃的溫度下吹零,仍保持其強(qiáng)度和抗蠕變性能,但不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化拉庵,室溫強(qiáng)度不高灿椅。
(2) β鈦合金:它是β相固溶體組成的單相合金,未熱處理即具有較高的強(qiáng)度钞支,淬火茫蛹、時(shí)效后合金得到進(jìn)一步強(qiáng)化,室溫強(qiáng)度可達(dá)1372~1666 MPa烁挟;但熱穩(wěn)定性較差婴洼,不宜在高溫下使用。
(3) α+β鈦合金:它是雙相合金撼嗓,具有良好的綜合性能柬采,組織穩(wěn)定性好,有良好的韌性且警、塑性和高溫變形性能粉捻,能較好地進(jìn)行熱壓力加工,能進(jìn)行淬火阿钞、時(shí)效使合金強(qiáng)化杖荤。熱處理后的強(qiáng)度約比退火狀態(tài)提高50%~100%;高溫強(qiáng)度高篇张,可在400℃~500℃的溫度下長(zhǎng)期工作窥吮,其熱穩(wěn)定性次于α鈦合金。
三種鈦合金中最常用的是α鈦合金和α+β鈦合金胀蹭;α鈦合金的切削加工性最好哗搏,α+p鈦合金次之,β鈦合金最差超茎。α鈦合金代號(hào)為TA役倾,β鈦合金代號(hào)為TB,α+β鈦合金代號(hào)為TC标霎。
2.鈦合金有哪些性能和用途?
鈦是一種新型金屬椎崎,鈦的性能與所含碳铡说、氮畸裳、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)淳地,最純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過0.1%怖糊,但其強(qiáng)度低、塑性高颇象。99.5%工業(yè)純鈦的性能為:密度ρ=4.5g/cm3伍伤,熔點(diǎn)為1800℃,導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.24W/(m.K)遣钳,抗拉強(qiáng)度σb=539MPa扰魂,伸長(zhǎng)率δ=25%,斷面收縮率ψ=25%蕴茴,彈性模量E=1.078×105MPa劝评,硬度HB195。
(1)比強(qiáng)度高:鈦合金的密度一般在4.5g/cm3左右倦淀,僅為鋼的60%蒋畜,純鈦的強(qiáng)度接近普通鋼的強(qiáng)度,一些高強(qiáng)度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度撞叽。因此鈦合金的比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料姻成,見表7-1,可制出單位強(qiáng)度高劣搪、剛性好能盈、質(zhì)輕的零、部件洒已。目前飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件界贮、骨架、蒙皮受贫、緊固件及起落架等都使用鈦合金驾萄。
(2)熱強(qiáng)度高:對(duì)于α鈦合金,在350℃時(shí)TA6的鞏達(dá)422MPa浴蝉、TA7的σb達(dá)491MPa亥戒,在500℃時(shí)TA8的σb達(dá)687MPa;對(duì)于α+β鈦合金冗腐,在400℃時(shí)TC4的σb達(dá)618MPa率偏、TC10的σb達(dá)834 MPa,在450℃時(shí)TC6和TC7的σb均達(dá)589MPa蚊患、TC8的σb達(dá)706MPa浙于,在500℃時(shí)TC9的σb達(dá)785MPa。這兩類鈦合金在150℃~500℃范圍內(nèi)仍有很高的比強(qiáng)度,而鋁合金在150℃時(shí)比強(qiáng)度明顯下降羞酗。鈦合金的工作溫度可達(dá)500℃腐宋,鋁合金則在200℃以下。
(3)抗蝕性好:鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作檀轨,其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼胸竞;對(duì)點(diǎn)蝕、酸蝕参萄、應(yīng)力腐蝕的抵抗力特別強(qiáng)卫枝;對(duì)堿、氯化物讹挎、氯的有機(jī)物品校赤、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力淤袜。但鈦對(duì)具有還原性氧及鉻鹽介質(zhì)的抗蝕性差痒谴。
(4)低溫性能好:鈦合金在低溫和超低溫下,仍能保持其力學(xué)性能蜻赃。在-100℃和-196℃時(shí)TA4的σb分別為893MPa和1207MPa椰严,在-196℃和-253℃時(shí)TA7的σb分別為1216MPa和1543MPa、TC1的σb分別為1133MPa和1354MPa钥币、TC4的σb分別為1511MPa和1785MPa荡偶。因此,鈦合金也是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料嘁老。
(5)化學(xué)活性大:鈦的化學(xué)活性大烧乙,與大氣中O、N醉镇、H辱窘、CO、CO2觉祸、水蒸氣膝班、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。含碳量大于0.2%時(shí)布虾,會(huì)在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC庇晤;溫度較高時(shí),與N作用也會(huì)形成TiN硬質(zhì)表層屹蚊;在600℃以上時(shí)厕氨,鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層;氫含量上升汹粤,也會(huì)形成脆化層命斧。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度可達(dá)0.1~0.15 mm田晚,硬化程度為20%~30%。鈦的化學(xué)親和性也大冯丙,易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象肉瓦。
(6)導(dǎo)熱系數(shù)小遭京、彈性模量形赶А:鈦的導(dǎo)熱系數(shù)λ=15.24W/(m.K),約為鎳的1/4哪雕,鐵的1/5船殉,鋁的1/14,而各種鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)比鈦的導(dǎo)熱系數(shù)約下降50%斯嚎。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2利虫,故其剛性差、易變形返雷,不宜制作細(xì)長(zhǎng)桿和薄壁件舔远,切削時(shí)加工表面的回彈量很大,約為不銹鋼的2~3 倍阎员,造成刀具后刀面的劇烈摩擦陌贾、粘附、粘結(jié)磨損伐藕。
鈦合金的牌號(hào)矢盾、性能見表7-2。
3.鈦合金有哪些切削特點(diǎn)肝芯?
鈦合金的硬度大于HB350時(shí)切削加工特別困難姚藤,小于HB300時(shí)則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象,也難于切削智贰。但鈦合金的硬度只是難于切削加工的一個(gè)方面偷欲,關(guān)鍵在于鈦合金本身化學(xué)、物理涣母、力學(xué)性能間的綜合對(duì)其切削加工性的影響附垒。鈦合金有如下切削特點(diǎn):
(1)變形系數(shù)小:這是鈦合金切削加工的顯著特點(diǎn)霎挟,變形系數(shù)小于或接近于1窝剖。切屑在前刀面上滑動(dòng)摩擦的路程大大增大,加速刀具磨損酥夭。
(2)切削溫度高:由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很小(只相當(dāng)于45號(hào)鋼的1/5~1/7)赐纱,切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度極短,切削時(shí)產(chǎn)生的熱不易傳出熬北,集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi)疙描,切削溫度很高诚隙。在相同的切削條件下,切削溫度可比切削45號(hào)鋼時(shí)高出一倍以上起胰。
(3)單位面積上的切削力大:主切削力比切鋼時(shí)約小20%久又,由于切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度極短,單位接觸面積上的切削力大大增加效五,容易造成崩刃地消。同時(shí),由于鈦合金的彈性模量小畏妖,加工時(shí)在徑向力作用下容易產(chǎn)生彎曲變形脉执,引起振動(dòng),加大刀具磨損并影響零件的精度层掺。因此坠汹,要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。
(4)冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重:由于鈦的化學(xué)活性大渴门,在高的切削溫度下逻烛,很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同時(shí)切削過程中的塑性變形也會(huì)造成表面硬化唆蕾。冷硬現(xiàn)象不僅會(huì)降低零件的疲勞強(qiáng)度潭拖,而且能加劇刀具磨損,是切削鈦合金時(shí)的一個(gè)很重要特點(diǎn)肤侍。
(5)刀具易磨損:毛坯經(jīng)過沖壓琳宽、鍛造、熱軋等方法加工后弄业,形成硬而脆的不均勻外皮泛邮,極易造成崩刃現(xiàn)象,使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序辈净。另外盯质,由于鈦合金對(duì)刀具材料的化學(xué)親和性強(qiáng),在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下概而,刀具很容易產(chǎn)生粘結(jié)磨損呼巷。車削鈦合金時(shí),有時(shí)前刀面的磨損甚至比后刀面更為嚴(yán)重赎瑰;進(jìn)給量f<0.1 mm/r時(shí)王悍,磨損主要發(fā)生在后刀面上;當(dāng)f>0.2 mm/r時(shí)餐曼,前刀面將出現(xiàn)磨損压储;用硬質(zhì)合金刀具精車和半精車時(shí),后刀面的磨損以VBmax<0.4 mm較合適源譬。
4.切削鈦合金時(shí)怎樣選擇刀具材料集惋?
切削加工鈦合金應(yīng)從降低切削溫度和減少粘結(jié)兩方面出發(fā)孕似,選用紅硬性好、抗彎強(qiáng)度高刮刑、導(dǎo)熱性能好喉祭、與鈦合金親和性差的刀具材料,YG類硬質(zhì)合金比較合適张重。由于高速鋼的耐熱性差抛惶,因此應(yīng)盡量采用硬質(zhì)合金制作的刀具。常用的硬質(zhì)合金刀具材料有YG8紊竹、YG3牺道、YG6X、YG6A壹会、813、643铲桑、YS2T和 YD15等及键。
涂層刀片和YT類硬質(zhì)合金會(huì)與鈦合金產(chǎn)生劇烈的親和作用,加劇刀具的粘結(jié)磨損掺薪,不宜用來切削鈦合金胸胚;對(duì)于復(fù)雜、多刃刀具啤邑,可選用高釩高速鋼(如 W12Cr4V4Mo)垫嚣、高鈷高速鋼(如W2Mo9Cr4VCo8)或鋁高速鋼(如W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等刀具材料津函,適于制作切削鈦合金的鉆頭肖粮、鉸刀、立銑刀尔苦、拉刀涩馆、絲錐等刀具。
采用金剛石和立方氮化硼作刀具切削鈦合金允坚,可取得顯著效果魂那。如用天然金剛石刀具在乳化液冷卻的條件下,切削速度可達(dá)200 m/min稠项;若不用切削液涯雅,在同等磨損量時(shí),允許的切削速度僅為100m/min展运。
5.切削鈦合金時(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)活逆?
(1)前角γ0:鈦合金切屑與前刀面的接觸長(zhǎng)度短,前角較小時(shí)既可增加刀屑的接觸面積乐疆,使切削熱和切削力不至于過分集中在切削刃附近划乖,改善散熱條件贬养,又能加強(qiáng)切削刃,減小崩損的可能性阶庆。一般取γ0=5°~15°郎博。
(2)后角α0:鈦合金已加工表面彈性恢復(fù)大、冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重铺享,采用大后角可減小對(duì)后刀面造成的摩擦抱壶、粘附、粘結(jié)潘乖、撕裂等現(xiàn)象院颜,以減小后刀面的磨損。各種切削鈦合金刀具的后角基本上都大于等于15°毛龟。
(3)主偏角κr和副偏角κ′r:切削鈦合金時(shí)切削溫度高驳墓、彈性變形傾向大,在工藝系統(tǒng)剛性允許的條件下胡撩,應(yīng)盡量減小主偏角韭张,以增加切削部分的散熱面積和減小切削刃單位長(zhǎng)度上的負(fù)荷,一般采用κr=30°派交,粗加工時(shí)取κr=45°策冕。減小副偏角可以加強(qiáng)刀尖,有利于散熱和降低加工表面粗糙度值效床,一般取κ′r =10°~15°睹酌。
(4)刃傾角λs:由于毛坯有硬皮和表層組織不均勻,粗車時(shí)切削刃容易崩損剩檀,為了增加切削刃的強(qiáng)度和鋒利程度憋沿,應(yīng)加大切屑的滑動(dòng)速度,一般取λs =-3°~-5°谨朝,精車時(shí)λs =O°卤妒。
(5)刀尖圓弧半徑rε:切削鈦合金時(shí)刀尖是最薄弱的部分,容易崩掉和磨損字币,需磨出刀尖圓弧则披,一般rε=0.5~1.5mm。
車削時(shí)采用負(fù)倒棱(bγ=0.03~0.05 mm洗出,γ01=-10°~0°)士复,斷(卷)屑槽的槽底圓弧半徑Rn=6~8 mm。
另外翩活,刀具刃磨質(zhì)量對(duì)提高其耐用度也十分重要阱洪。硬質(zhì)合金刀具宜用金剛石砂輪刃磨,切削時(shí)刃口必須鋒利倒恭,前后刀面的表面粗糙度Ra值應(yīng)小于0.4um弱豹,刃口部分不允許有微小的缺口遂辐。刀具刃磨后進(jìn)行研磨,其耐用度可提高30%履婆。
6.切削鈦合金時(shí)怎樣選擇切削用量骤扰?
切削鈦合金時(shí),切削溫度高各囤、刀具耐用度低胜姥,切削用量中切削速度對(duì)切削溫度的影響最大,因此應(yīng)力求使所選擇的切削速度下產(chǎn)生的切削溫度接近最佳范圍芭患。高速鋼刀具切削鈦合金時(shí)的最佳切削溫度約為480℃~540℃裤谆,硬質(zhì)合金刀具約為650℃~750℃。切削鈦合金一般采用較低的切削速度铡协、較大的切削深度和進(jìn)給量兢假。
(1)切削速度Vc:切削速度對(duì)刀具耐用度影響最大,最好能使刀具在相對(duì)磨損最小的最佳切削速度下工作的钞。切削不同牌號(hào)的鈦合金兜蠕,由于強(qiáng)度差別較大,切削速度應(yīng)適當(dāng)調(diào)整抛寝。切削深度對(duì)切削速度也有一定影響,應(yīng)根據(jù)不同的切削深度來確定切削速度的大小曙旭,核正系數(shù)見表7-3和表7-4盗舰。
(2)進(jìn)給量f:進(jìn)給量對(duì)刀具的耐用度影響較小,在保證加工表面粗糙度的條件下桂躏,可選較大的進(jìn)給量钻趋,一般取f=0.1~0.3 mm/r。進(jìn)給量太小剂习,使刀具在硬化層內(nèi)切削蛮位,增加刀具磨損,同時(shí)極薄的切屑在高的切削溫度下容易自燃鳞绕,因此不允許f<0.05 mm/r失仁。
(3)切削深度αp:切削深度對(duì)刀具耐用度的影響最小,一般選用較大的切削深度们何,這樣不僅可以避免刀尖在硬化層內(nèi)切削萄焦,減小刀具磨損,還可增加刀刃工作長(zhǎng)度箭烦,有利于散熱淋塌,一般取αp=1~5 mm。
車削鈦合金的切削用量見表7-5苛豺。
7.切削鈦合金時(shí)怎樣選擇切削液乾乘?
切削鈦合金時(shí)俄耸,為了降低切削溫度,應(yīng)當(dāng)向切削區(qū)域澆注大量的以冷卻作用為主的切削液牺独。對(duì)切削液的要求有導(dǎo)熱系數(shù)大惊钮、比熱大、熱容量大鉴吕、汽化熱大撇委、汽化速度快、流量大捌唾、流速快汪仰。一般說來,水比油的導(dǎo)熱系數(shù)大3~5倍吆视,比熱大1倍典挑,汽化熱幾乎大10倍左右,故用水溶性切削液較為合適啦吧。車您觉、銑削鈦合金時(shí),常采用乳化液授滓,或采用有極壓添加劑的水溶性切削液琳水。
極壓乳化劑的配方為:
石油磺酸鈉 10% 油酸 3%
石油磺酸鉛 6% 三乙醇胺 3.5 %
氯化石蠟 4% 20號(hào)機(jī)油 70.5%
氯化硬脂酸 3%
極壓添加劑的水溶性切削液的配方為:
氯化脂肪酸、聚氯乙烯 0.5%~0.8%
磷酸三鈉 0.59% 三乙醇胺 1%~2%
亞硝酸鈉 1.2% 水 其余
對(duì)于鉆孔般堆、擴(kuò)孔在孝、鉸孔、拉削淮摔、攻絲等工序私沮,應(yīng)該采用潤(rùn)滑作用較大的極壓可溶性油作切削液,如蓖麻油和橙、油酸仔燕、硫化油、氯化油等魔招。
冷卻潤(rùn)滑的方法最好采用高壓噴霧冷卻法低腕、高壓內(nèi)冷卻法等,這樣才可起到良好的冷卻样京、潤(rùn)滑作用涯贝。切削液流量不少于15~20 L/min。
8.切削鈦合金時(shí)應(yīng)注意哪些問題?
在切削鈦合金的過程中品痕,應(yīng)注意的事項(xiàng)有:
(1)由于鈦合金的彈性模量小跃呛,工件在加工中的夾緊變形和受力變形大,會(huì)降低工件的加工精度;工件安裝時(shí)夾緊力不宜過大秦砌,必要時(shí)可增加輔助支承埃账。
(2)如果使用含氯的切削液,切削過程中在高溫下將分解釋放出氫氣经聊,被鈦吸收引起氫脆唱棍;也可能引起鈦合金高溫應(yīng)力腐蝕開裂。
(3)切削液中的氯化物使用時(shí)還可能分解或揮發(fā)有毒氣體守譬,使用時(shí)宜采取安全防護(hù)措施估喷,否則不應(yīng)使用;切削后應(yīng)及時(shí)用不含氯的清洗劑徹底清洗零件澈灼,清除含氯殘留物竞川。
(4)禁止使用鉛或鋅基合金制作的工、夾具與鈦合金接觸叁熔,銅委乌、錫、鎘及其合金也同樣禁止使用荣回。
(5)與鈦合金接觸的所有工遭贸、夾具或其他裝置都必須潔凈;經(jīng)清洗過的鈦合金零件心软,要防止油脂或指印污染壕吹,否則以后可能造成鹽(氯化鈉)的應(yīng)力腐蝕。
(6)一般情況下切削加工鈦合金時(shí)删铃,沒有發(fā)火危險(xiǎn)算利,只有在微量切削時(shí),切下的細(xì)小切屑才有發(fā)火燃燒現(xiàn)象泳姐。為了避免火災(zāi),除大量澆注切削液之外囤檐,還應(yīng)防止切屑在機(jī)床上堆積门烧,刀具用鈍后立即進(jìn)行更換,或降低切削速度膊护,加大進(jìn)給量以加大切屑厚度鹅棺。若一旦著火,應(yīng)采用滑石粉淋渤、石灰石粉末脂性、干砂等滅火器材進(jìn)行撲滅,嚴(yán)禁使用四氯化碳荷十、二氧化碳滅火器汹振,也不能澆水,因?yàn)樗芗铀偃紵踔翆?dǎo)致氫爆炸沼津。
9.怎樣對(duì)鈦合金進(jìn)行銑削荞篙?
鈦合金在惰性氣體介質(zhì)中低速銑削時(shí),切屑變形系數(shù)大于1.0科绣;但在大氣中殿姑,銑削速度Vc=30 m/min時(shí),切屑變形系數(shù)小于1.0肯适,這是因?yàn)殁伜辖鹪诟邷劂娤鲿r(shí)变秦,對(duì)大氣中氧和氮的親和性很大,在800℃高溫條件下框舔,鈦合金的切屑便激烈地從周圍大氣中吸收這些氣體蹦玫,產(chǎn)生相變并使縮短的銑屑重新伸長(zhǎng)。鈦合金銑削時(shí)溫度很高雨饺,沖擊力大钳垮,應(yīng)選用能很好地承受交變載荷和熱沖擊的銑刀刀齒材料。通常選用YG 類硬質(zhì)合金额港,也可用鈷饺窿、鋁超硬高速鋼。
鈦合金銑刀的幾何參數(shù)和銑削用量見表7-6和表7-7移斩。
銑削鈦合金時(shí)肚医,宜采用不對(duì)稱順銑法,這樣刀齒前面遠(yuǎn)離刀尖部分首先接觸工件向瓷,刀齒切離時(shí)的切屑很薄肠套,不易粘結(jié)在切削刃上。而逆銑時(shí)正相反夜川,容易粘屑日俱,當(dāng)?shù)洱X再次切入時(shí)切屑被碰斷,造成刀具材料剝落崩刃麻百。
端銑刀與工件軸線間的偏移量e可決定銑刀刀齒與工件首先接觸的最佳部位款拣,順銑或逆銑及切離時(shí)切屑厚度的大小,一般以偏移量e=(0.04~0.1) do為宜(do為端銑刀直徑)拴猖。
由于鈦合金的彈性模量小朋傲,順銑造成讓刀現(xiàn)象,要求機(jī)床和刀具有較大的剛性伐蔚。銑削時(shí)刀具與切屑的接觸長(zhǎng)度短昨跺,不易卷屑,要求刀具具有較好的刀齒強(qiáng)度及較大的容屑空間谁意,否則切屑堵塞會(huì)造成刀具劇烈磨損发娶。
10.怎樣對(duì)鈦合金進(jìn)行鉆孔?
鉆孔為半封閉式切削,對(duì)鈦合金鉆孔過程中切削溫度很高硫朦,鉆孔后回彈大贷腕,鉆屑長(zhǎng)而薄,易粘結(jié)而不易排出咬展,經(jīng)常造成鉆頭被咬住泽裳、扭斷等惡性事故。因此要求鉆頭具有高的強(qiáng)度和好的剛性破婆,鉆頭與鈦合金的化學(xué)親和性要小涮总,最好采用硬質(zhì)合金鉆頭,但目前最常用的仍是麻花鉆祷舀,經(jīng)過采取一些措施改進(jìn)后瀑梗,也能取得較好的效果。
(1)改進(jìn)鉆頭:為滿足對(duì)鈦合金鉆孔的需要裳扯,應(yīng)對(duì)麻花鉆采取以下改進(jìn)措施:
加大鉆頭頂角抛丽,2Ф=135°~140°;增大鉆頭外緣處后角饰豺,取12°~15°亿鲜;增大螺旋角,p=35°~40°冤吨;增大鉆心厚度竹肚,取(0.22~0.4)do(do為鉆頭直徑)。
采用“S”形或“X”形修磨鉆頭橫刃训寝,橫刃長(zhǎng)度b=(0.08~0.1)do勾勃,同時(shí)保證橫刃的對(duì)稱度≤0.06 mm。兩種形式的橫刃均可形成第二切削刃恨蒙,起到分屑作用和減小鉆孔時(shí)的軸向力区糟。
最常用的是在麻花鉆上磨出適于對(duì)鈦合金鉆孔的切削刃形,即鈦合金群鉆教够,其切削部分的形狀見圖7-1出募。圖中外內(nèi)刃頂角2φ和2φ′在鉆頭直徑do>3~10mm時(shí)均為130°~140°,do>10~30 mm時(shí)為125°~140°权煎;外刃后角α在do>3~10 mm時(shí)為12°~18°,do>10~30 mm時(shí)為10°~15°昔永;橫刃斜角ψ=45°狱揩;內(nèi)刃前角γτ=-10°~-15°;內(nèi)刃斜角τ=10°~15°缺钓;圓弧刃后角aR=18°~20°彻犁。
鈦合金群鉆的有關(guān)參數(shù)和鉆削用量見表7-8和表7-9。
在鉆頭上做出四條導(dǎo)向刃帶,加大鉆頭截面慣性矩汞幢,提高剛性驼鹅,還自然地形成兩條輔助冷卻槽,耐用度比標(biāo)準(zhǔn)鉆頭提高3倍左右森篷,切削溫度約降低20%输钩。同時(shí)由于導(dǎo)向穩(wěn)定減小了孔擴(kuò)張量,如Ф3 mm的四刃帶鉆頭鉆孔孔擴(kuò)張量為0.03~0.04 mm仲智,而標(biāo)準(zhǔn)鉆頭為0.05~0.06 mm买乃。
(2)選擇適宜的槍鉆:在鉆鈦合金長(zhǎng)徑比大于5的深孔時(shí),當(dāng)孔徑小于等于30 mm時(shí)钓辆,一般采用硬質(zhì)合金槍鉆剪验,見圖7-2;當(dāng)孔徑大于30 mm時(shí)前联,采用硬質(zhì)合金B(yǎng)TA鉆頭或噴吸鉆等功戚。用圖7-2所示槍鉆鉆削TC11的孔,孔深204 mm(長(zhǎng)徑比約為26)橱孽,可保證表面粗糙度Ra為1.6 μm拥臼,生產(chǎn)率提高4倍,切屑呈“梅花”形或“C”形碎屑坏扣,排屑正常春异。
用硬質(zhì)合金槍鉆鉆長(zhǎng)徑比大于30的深孔時(shí),在軸向施加小于100Hz的振動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)鉆孔则徒,可使得工件表面粗糙度Ra為0.3 μm氛坪,生產(chǎn)率提高5倍。具體參數(shù)為Vc=17 m/min冠幕,f=0.033 min/r骡侮,振幅為0.07 mm,頻率35 Hz雇蚁,工件圓度4 μm束沼,表面粗糙度Ra為0.33 μm。
(3)選擇合適的切削液:鉆淺孔時(shí)可選用電解切削液讥高,其成分為癸二酸7%~10%揣誓,三乙醇胺7%~10%,甘油7%~10%巾陕,硼酸7%~10%讨跟,亞硝酸鈉3%~5%,其余為水鄙煤。
鉆深孔時(shí)不宜選用水基切削液晾匠,因?yàn)樗诟邷叵驴赡茉谇邢魅猩闲纬烧羝麣馀莶杼唬桩a(chǎn)生積屑瘤,使鉆孔不穩(wěn)定凉馆。宜采用N32機(jī)油加煤油薪寓,其配比為3:1或3:2,也可采用硫化切削油澜共。
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