北京不鏽鋼異型件加工中（zhōng）心加工中心精加工鈦合金的工藝分

鈦合金材料（liào）由於其密度小，比強度高，耐高溫（wēn），抗氧化性能好等特點，應用廣泛。但鈦合金機械加工性能差，影響了該材料的廣泛使用。

鈦合金即在工業純（chún）鈦中加入合金元（yuán）素，以提高鈦的強度。鈦（tài）合金可分（fèn）三種：a鈦合金，b鈦合金和a＋b鈦合金。a b鈦合金是由a和b雙相組成，這類合金組織穩（wěn）定，高溫變形（xíng）性能、韌性、塑性較好，能進行（háng）淬火、時效處理，使合金強化。鈦合金的性能特（tè）點主要（yào）表（biǎo）現在：1) 比強度高。鈦合金（jīn）密（mì）度小(4.4kg/dm3)重量輕，但其比強度卻大於超高強度鋼。2) 熱強（qiáng）性高。鈦合金的熱穩定性好，在300～500℃條（tiáo）件下，其強度約比鋁合金高10倍。3) 化學活性大。鈦可與空氣（qì）中的氧、氮、一氧化碳（tàn）、水蒸氣等物質產生強烈（liè）的化學反應（yīng），在表麵形成TiC及TiN硬化層。導熱性差。鈦合金導熱性（xìng）差，鈦合（hé）金TC4在200℃時的熱導率l=16.8W/m·℃，導熱係數是0.036卡/厘米·秒·℃。鈦合金機加工特性分析首先，鈦（tài）合金導熱係（xì）數低，僅是鋼的1/4，鋁的1/13，銅的1/25。因切削區散熱慢，不利於熱平衡，在切削加工過程中，散熱和冷卻效果很差，易於在（zài）切削區（qū）形成高溫，加工後零件變（biàn）形回彈大，造成切削刀（dāo）具扭矩增大、刃口磨損快，耐用度（dù）降低。其次，鈦合金的導熱係數低，使切削熱積於切削刀附近的小麵積區域內不易（yì）散發，前刀麵摩擦力加大，不易排屑，切削熱不易散發，加速刀具磨損。***後（hòu），鈦合金化學活性高，在高溫下加工易與刀具材料起反應，形成溶敷、擴散，造成粘刀、燒刀、斷刀等現象（xiàng）。鈦合金在加工中（zhōng）心上的銑削案例分析零件的結構形式（shì），見（jiàn）圖1。圖1 零件（jiàn）外形尺寸該零（líng）件（jiàn）的特點是：·形狀較複雜，精度要求高。·加工（gōng）過程中必須進行多種工序加工。·必須嚴（yán）格控製零件公差範圍。·價格昂貴，加工成本高。加工中心加工鈦合金特點·加工中心可以多個零件同（tóng）時加（jiā）工，提高（gāo）生（shēng）產效率（lǜ）。·提高零件的加工精度，產品一致性好。加工中心有刀具補（bǔ）償功能，可以獲得機床本身的（de）加工（gōng）精度。·有（yǒu）廣泛的適應性和較大的靈活性。如本零件的圓（yuán）弧加工、倒角和過渡圓角。·可以實現一機多能。加工中心可以（yǐ）進行銑削、鑽（zuàn）孔、鏜孔、攻絲等一係列加工。·可以進行（háng）******的成本計算，控製生產進度。·不需要專用（yòng）夾具，節約大量成本經費，縮短生產周期。·大大減輕了（le）工人的勞動強度。·可以與UG等加（jiā）工軟件進（jìn）行多軸加工。刀具材料的選擇刀（dāo）具（jù）材料選用應滿足下列要求：·足夠的硬度。刀具的（de）硬（yìng）度（dù）必須要遠大於鈦合金硬度。·足夠的強度和韌性。由於刀具切削鈦合金時承受很大的扭矩（jǔ）和切削力，因此必須有足夠的強度和韌性。·足（zú）夠的耐磨性。由於（yú）鈦合金韌性好，加工時切削刃（rèn）要鋒利，因此刀（dāo）具材料必須有足夠的抗磨損（sǔn）能力，這樣才能減少加工硬化。這是選擇加工鈦合金刀具***重要的（de）參數（shù）。·刀具材料與鈦合金親合能力要差。由於鈦合金化學活性（xìng）高，因此要避免刀具材料和鈦合金形成溶敷、擴散而（ér）成合金，造成粘刀、燒刀現象。經過對國內常用刀具材料和（hé）國外刀具材料進行試驗表明，采用高鈷刀具效果理想，鈷的主要作用能加強二次硬化（huà）效果，提高紅硬性和（hé）熱處理後的硬度，同（tóng）時具有（yǒu）較（jiào）高的韌性、耐磨性、良好的散熱性。銑刀的（de）幾何參數鈦（tài）合（hé）金的加工特性（xìng）決定刀具的幾何參數（shù）與（yǔ）普通（tōng）刀具存在著較大區別。·螺旋角β 選（xuǎn）擇較（jiào）小的螺旋升角（jiǎo），排屑槽增大，排（pái）屑容易，散熱快，同時也（yě）減小切削加工過（guò）程中的切削抗力。·前角γ 切削時刃口鋒利，切削輕快，避免鈦合金產生過多切（qiē）削熱（rè），從而避免產（chǎn）生二次硬化。·後角α 減小刀刃的磨損速（sù）度，有利於散熱，耐用度也得到很大程度的提高。切削參數選擇鈦合金（jīn）機加工應選擇較低（dī）的切削速度，適當大的進給量，合理的切深和精（jīng）加工量，冷（lěng）卻要充分。·切削速度Vc Vc=30～50m/min·進給量f 粗加工時取較大進（jìn）給量，精加（jiā）工和半精加工取適中的進給量。·切（qiē）削深度ap ap=1/3d為宜，鈦合金親（qīn）合力（lì）好，排屑困難，切削深度太大，會造成（chéng）刀具粘刀、燒刀、斷裂現象（xiàng）。·精加工餘量αc適中 鈦合金表（biǎo）麵硬化（huà）層約0.1~0.15mm，餘（yú）量太小，刀刃切削在硬化層上，刀具容（róng）易磨損，應該避免（miǎn）硬化層加工，但切削餘量不宜過大。冷卻液鈦合金加工***好不用含氯的冷卻液，避（bì）免產生（shēng）有毒（dú）物質和引起氫脆（cuì），也能防止鈦合金高溫應力腐蝕開裂。選用合成（chéng）水溶（róng）性（xìng）乳（rǔ）化液，也可自配用冷卻液。切（qiē）削加（jiā）工時冷（lěng）卻液（yè）要保證充足，冷卻液循環速（sù）度（dù）要快，切削液流量和壓力要大（dà），加（jiā）工中心都配有專用冷卻噴嘴，隻要注意調整就能達到預（yù）期的效果。通（tōng）過（guò）對鈦合金的特性分析，解決（jué）了鈦合金切削加工過程中存在的難題；通過編製（zhì）正確、科學的加工工藝，可以降低（dī）成本，提高生產效率，得出如下結（jié）論：·用（yòng）加工中心精加工鈦合金，滿足了零件形狀複雜，高精度的要求，且可多（duō）件同（tóng）時加工，提（tí）高生產效率（lǜ）。·高鈷刀具材料是鈦合金理想的加工刀具。·選擇（zé）合理的刀具（jù）幾何參（cān）數、切削參數、冷卻液，可以延長切削刀具（jù）壽命，提高生產效率。·安（ān）排出合理科學的工藝規程是提高效益、節（jiē）約成本的***佳方法。

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