加工中心技师论文

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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