钛合金材料由于密度小、比强度高、耐高温、抗氧化性能好等特点,在航空航天等领域应用广泛。但钛合金的机械加工性能差,影响了该材料的广泛使用。 wenJ (0L|
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钛合金是在工业纯钛中加入合金元素,以提高钛的强度。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,能进行淬火、时效处理,使合金强化。钛合金的性能特点主要表现在: WWYG>C[
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(1)比强度高。钛合金密度小(4.4kg/dm3)、重量轻,但其比强度却大于超高强度钢。 4WV)&50
(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。 $Uxg$p qO
(3)化学活性大。钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应,在表面形成TiC及TiN硬化层。 J'y*>dW
(4)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·℃。 t~"DQqE
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钛合金切削加工特性分析 )?PRG=
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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。其次,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、扩散,造成粘刀、烧刀、断刀等现象。 A)q,VSR8
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加工中心加工钛合金的特点 ihdtq
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(1)加工中心可以同时加工多个零件,提高生产效率。 }D eW2Jp
(2)可提高零件加工精度,产品一致性好。加工中心具有刀具补偿功能,可以获得机床本身的加工精度。 Gk5SG_o
(3)具有广泛的适应性和较大的加工灵活性。 )z?Kq0
(4)可实现一机多能。加工中心可以进行铣削、钻孔、镗孔、攻丝等一系列加工。 yLlAK,5P0o
(5)可以进行精确的成本计算,控制生产进度。 D?"TcA
(6)不需要专用夹具,可节约成本经费,缩短生产周期。 DY%#E9
(7)可大大减轻工人的劳动强度。 F I\V6\B/
(8)可利用UG等CAD/CAM软件进行多轴加工。 3 eFBe2
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刀具材料的选择 SbW6O_
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选用刀具材料应满足下列要求: \W6|un
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(1)足够的硬度。刀具的硬度必须要远大于钛合金硬度。 XP-4=0 zd
(2)足够的强度和韧性。由于刀具切削钛合金时要承受很大的扭矩和切削力,因此必须有足够的强度和韧性。 9jwo f}OU
(3)足够的耐磨性。由于钛合金韧性好,加工时切削刃要锋利,因此刀具材料必须有足够的抗磨损能力,这样才能减少加工硬化。这是选择加工钛合金刀具最重要的参数。 +iPS=?S
(4)刀具材料与钛合金亲合能力要差。由于钛合金化学活性高,因此要避免刀具材料和钛合金形成溶敷、扩散而成合金,造成粘刀、烧刀现象。 5&r2