航空鈦合金零件精密加工對(duì)于材料要求很高
鈦合金,它的比重小,決定的了質(zhì)量小,強(qiáng)度和熱強(qiáng)度高,決定了硬度與耐高溫,且耐海水和酸堿腐蝕等一系列優(yōu)良的物理機(jī)械性能,決定其不論在何種環(huán)境都可使用,另外還有一點(diǎn),變形系數(shù)很小,因此在航天、航空、船舶、石油、化工等工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。正因?yàn)殁伜辖鹁哂幸陨系呐c普通材料不一樣的地方,也決定它在精密加工中有很大的難度,很多機(jī)械加工工廠都不愿意去加工此種材料,也不知道如何去加工這種材料。
鈦合金切削時(shí),切削力不大,加工硬化也不嚴(yán)重,容易獲得比較好的表面光潔度,但是鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)小,切削溫度高,刀具磨損較大,刀具耐用度低,刀具應(yīng)選用與鈦化學(xué)親和作用小,導(dǎo)熱系數(shù)高,強(qiáng)度大,晶粒度小的鎢鈷類硬質(zhì)合金刀具,如YG8,YG3等刀具。鈦合金在車削過程中,斷屑是加工中的難題,特別是
純鈦的加工,為了達(dá)到斷屑的目的,可將切削部分刃磨成全弧形的卷屑槽,前淺后深,前窄后寬,使切屑易于向外排出,從而不會(huì)讓切屑纏繞在工件表面,造成工件表面劃傷。
航空航天行業(yè)當(dāng)中的精密加工對(duì)于材料的要求是很高的,當(dāng)然一方是為了要滿足航空設(shè)備的特殊性,還有更重要的是因?yàn)楹教斓沫h(huán)景影響。因?yàn)樘厥獾沫h(huán)境影響,所以市面上的一般材料當(dāng)然滿足不了該環(huán)境的需求,勢(shì)必需要一些特殊的材料進(jìn)行替代。鉆削加工也是比較常用的,鈦合金鉆削比較困難,常在加工過程中出現(xiàn)燒刀和斷鉆現(xiàn)象。主要原因是鉆頭刃磨不良,排屑不及時(shí),冷卻不佳以及工藝系統(tǒng)剛性差等方面原因造成的。視鉆頭的直徑而定,磨窄橫刃,寬度一般在0.5㎜,以便減少軸向力,減少因阻力帶來的震動(dòng)。同時(shí)在距離鉆頭尖部5-8㎜處,將鉆頭刃帶磨窄,留0.5㎜左右,有利于鉆頭在排屑。幾何形狀必須刃磨正確,兩切削刃必須保持對(duì)稱,這樣可以防止鉆頭僅一面刀刃切削,切削力全部集中在一側(cè),使鉆頭過早的磨損,甚至?xí)虼蚧斐杀廊鞋F(xiàn)象。始終要保持刀刃鋒利,當(dāng)?shù)度凶冣g時(shí),應(yīng)立即停鉆,重新刃磨鉆頭。如果用變鈍的鉆頭繼續(xù)強(qiáng)行切削,鉆頭很快會(huì)由于摩擦高溫而燒傷、退火致使鉆頭報(bào)廢。同時(shí)也是工件的硬化層加厚,給以后重新鉆孔增加了難度和修磨鉆頭的次數(shù)。按鉆孔深度要求,應(yīng)盡量縮短鉆頭長(zhǎng)度,加大鉆心厚度以增加剛性,防止在鉆孔是因抖動(dòng)而造成崩刃。經(jīng)實(shí)踐證明φ15的鉆頭長(zhǎng)150比長(zhǎng)195的壽命大。所以長(zhǎng)度的選取也是很重要的。
由于鈦合金變形系數(shù)小、切削溫度高,刀尖應(yīng)力大、加工硬化嚴(yán)重,造成在切削加工時(shí),刀具容易磨損、崩刃,切削加工質(zhì)量難以保證。那如何做切削加工呢?鈦合金切削變形系數(shù)小,刀與屑的接觸面積小,切削溫度高,為了減少切削熱的產(chǎn)生,①車刀的前角不宜過大,硬質(zhì)合金車刀的前角一般取5-8度,由于
鈦合金的硬度高,為了增大車刀的抗沖擊強(qiáng)度,車刀的后角也不宜過大,一般取5°,為了加強(qiáng)刀尖部分的強(qiáng)度,改善散熱條件,提高刀具的抗沖擊能力,采用了絕對(duì)值較大的負(fù)刃傾角??刂坪侠淼那邢魉俣?,不宜過快,并且在加工過程中使用鈦合金專用切削液冷卻,可有效的提高刀具耐用度,并選取理的進(jìn)給量。