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文档简介
Word-7-加工中心技师论文
加工中心精加工钛合金的工艺分析
钛合金材料因为其密度小,比强度高,耐高温,抗氧化性能好等特征,应用广泛。但钛合金机械加工性能差,影响了该材料的广泛使用。
钛合金即在工业纯钛中加入合金元素,以提升钛的强度。钛合金可分三种:a钛合金,b钛合金和a+b钛合金。a+b钛合金是由a和b双相组成,这类合金组织稳定,高温变形性能、韧性、塑性较好,能举行淬火、时效处理,使合金加强。钛合金的性能特征主要表现在:
1)比强度高。钛合金密度小分量轻,但其比强度却大于超高强度钢。
2)热强性高。钛合金的热稳定性好,在300~500℃条件下,其强度约比铝合金高10倍。
3)化学活性大。钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生剧烈的化学反应,在表面形成TiC及TiN硬化层。
导热性差。钛合金导热性差,钛合金TC4在200℃时的热导率l=16.8W/m℃,导热系数是0.036卡/厘米秒℃。
钛合金机加工特性分析
首先,钛合金导热系数低,仅是钢的1/4,铝的1/13,铜的1/25。因切削区散热慢,不利于热平衡,在切削加工过程中,散热和冷却效果很差,易于在切削区形成高温,加工后零件变形回弹大,造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快,耐用度降低。第二,钛合金的导热系数低,使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发,前刀面摩擦力加大,不易排屑,切削热不易散发,加速刀具磨损。最后,钛合金化学活性高,在高温下加工易与刀具材料起反应,形成溶敷、蔓延,造成粘刀、烧刀、断刀等现象。
钛合金在加工中心上的铣削案例分析
零件的结构形式,见图1。
图1零件形状尺寸
该零件的特征是:
外形较复杂,精度要求高。
加工过程中必需举行多种工序加工。
必需严格控制零件公差范围。
价格昂贵,加工成本高。
加工中心加工钛合金特征
加工中心能够多个零件同时加工,提升生产效率。
提升零件的加工精度,产品全都性好。加工中心有刀具补偿功能,能够得到机床本身的加工精度。
有广泛的适应性和较大的灵便性。如本零件的圆弧加工、倒角和过渡圆角。
能够实现一机多能。加工中心能够举行铣削、钻孔、镗孔、攻丝等一系列加工。
能够举行精确的成本计算,控制生产进度。
不需要专用夹具,节省大量成本经费,缩短生产周期。
大大减轻了工人的劳动强度。
能够与UG等加工软件举行多轴加工。
刀具材料的挑选
刀具材料选用应满足下列要求:
足够的硬度。刀具的硬度必需要远大于钛合金硬度。
足够的强度和韧性。因为刀具切削钛合金时承受很大的扭矩和切削力,因此必需有足够的强度和韧性。
足够的耐磨性。因为钛合金韧性好,加工时切削刃要锐利,因此刀具材料必需有足够的抗磨损本事,这样才干削减加工硬化。这是挑选加工钛合金刀具最重要的参数。
刀具材料与钛合金亲合本事要差。因为钛合金化学活性高,因此要避开刀具材料和钛合金形成溶敷、蔓延而成合金,造成粘刀、烧刀现象。
经过对国内常用刀具材料和国外刀具材料举行实验表明,采纳高钴刀具效果抱负,钴的主要作用能强化二次硬化效果,提升红硬性和热处理后的硬度,同时具有较高的韧性、耐磨性、良好的散热性。
铣刀的几何参数
钛合金的加工特性打算刀具的几何参数与一般刀具存在着较大区分。
螺旋角挑选较小的螺旋升角,排屑槽增大,排屑简单,散热快,同时也减小切削加工过程中的切削抗力。
前角切削时刃口锐利,切削轻盈,避开钛合金产生过多切削热,从而避开产生二次硬化。
后角减小刀刃的磨损速度,有利于散热,耐用度也获得很大程度的提升。
切削参数挑选
钛合金机加工应挑选较低的切削速度,适当大的进给量,合理的切深和精加工量,冷却要充分。
切削速度VcVc=30~50m/min
进给量f粗加工时取较大进给量,精加工和半精加工取适中的进给量。
切削深度apap=1/3d为宜,钛合金亲合力好,排屑困难,切削深度太大,会造成刀具粘刀、烧刀、断裂现象。
精加工余量c适中钛合金表面硬化层约0.1~0.15mm,余量太小,刀刃切削在硬化层上,
刀具简单磨损,应当避开硬化层加工,但切削余量不宜过大。
冷却液
钛合金加工最好不用含氯的冷却液,避开产生有毒物质和引起氢脆,也能防止钛合金高温应力腐蚀开裂。
选用合成水溶性乳化液,也可自配用冷却液。
切削加工时冷却液要保证充沛,冷却液循环速度要快,切削液流量和压力要大,加工中心都配有专用冷却喷嘴,只要注重调节就能达到预期的效果。
利用对钛合金的特性分析,解决了钛合金切削加工过程中存在的难题;利用编制正确、科学的加工工艺,能够降低成本,提升生产效率,得出如下结论:
用加工中心精加工钛合金,满足了零件外形复杂,高精度的要求,且可多件同时加工,提升生产效率。
高钴刀具材料
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