北京不鏽鋼（gāng）異型件（jiàn）加（jiā）工（gōng）中心加工中（zhōng）心精加工鈦合金的工藝分

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

鈦合（hé）金（jīn）即在（zài）工業純鈦中加入合金元素，以提高鈦的強度。鈦合金可（kě）分三種：a鈦合金，b鈦合金和a＋b鈦合金（jīn）。a b鈦合金是由a和b雙相組成，這類合金組織穩定，高（gāo）溫變形性能、韌性、塑性（xìng）較好，能進行淬火、時效處理（lǐ），使合金強化。鈦合金的性能特點主要表現在（zài）：1) 比強度高。鈦合金（jīn）密度小(4.4kg/dm3)重量輕，但其比強度卻大於超高強度鋼。2) 熱強性高。鈦合金的熱穩定性好，在300～500℃條件下，其強度約比（bǐ）鋁合金高10倍。3) 化學活性大。鈦可（kě）與空（kōng）氣中的氧、氮、一氧化碳、水蒸氣等物質產生強烈的化學反（fǎn）應，在表（biǎo）麵形成（chéng）TiC及TiN硬化層。導熱性差（chà）。鈦合（hé）金導熱性差，鈦合金（jīn）TC4在200℃時的熱導率l=16.8W/m·℃，導熱係數是0.036卡/厘（lí）米·秒·℃。鈦合金機（jī）加工特（tè）性分析首先，鈦合金導熱係數低，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（héng），在切（qiē）削加工過程中（zhōng），散熱和冷（lěng）卻效果很差，易於在切削區形成高溫，加工後零件變形回彈大，造成切削刀具扭矩增（zēng）大、刃口磨損（sǔn）快，耐用度降低。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（qū）域內不易散發，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，鈦合金化（huà）學活性高，在高溫（wēn）下加工易（yì）與刀具（jù）材料起反應，形成（chéng）溶敷、擴散，造成粘刀、燒刀、斷刀等現象。鈦合金在加工中心上（shàng）的銑（xǐ）削案例分析零件的結構形式（shì），見圖1。圖1 零（líng）件外形尺（chǐ）寸該零件的特點是：·形狀較複雜，精度要求高。·加工過程中必（bì）須進行多種工序加工。·必須嚴格控製（zhì）零件公差範圍。·價格昂貴，加工成本（běn）高。加工（gōng）中（zhōng）心加工鈦合金特點·加工中心可以多個零件（jiàn）同時加工，提高生產效率。·提高零件的加工精度（dù），產品（pǐn）一致性好。加工中心有刀具補償功能，可以獲得機（jī）床本（běn）身的加工（gōng）精度。·有廣泛的適應性和較大的靈活性。如本零件的圓弧（hú）加工、倒角和過渡圓角。·可以（yǐ）實現一機（jī）多能。加工中心（xīn）可以進行銑削、鑽孔（kǒng）、鏜孔、攻絲等一係列加工。·可以進行（háng）******的成本計算，控（kòng）製生產進度。·不需（xū）要專用夾具，節約大（dà）量成本經費，縮短（duǎn）生產周期。·大大減輕（qīng）了（le）工人的勞動強度。·可以與UG等加工軟件進行多軸加（jiā）工（gōng）。刀具材料的選擇（zé）刀具材（cái）料選用應滿足下列要求：·足夠（gòu）的硬度。刀具的硬度必須要遠大於鈦合金硬度（dù）。·足夠的強（qiáng）度和韌性。由於刀具切削鈦合金時承受很大的扭矩和切削力，因此必須有足夠的強度和（hé）韌性。·足夠的耐磨性。由於鈦合金韌性好，加工時切削刃要鋒利，因此刀具材料必須有足夠的抗磨損能力，這樣才能減少加工硬化。這是選擇加工鈦合金刀具***重要的參數。·刀具材料與鈦合（hé）金親合能力要差。由於鈦合金化學活性高，因此要避免刀具材料和鈦合金形成溶敷、擴散而成合金，造（zào）成粘（zhān）刀、燒刀現象。經過對國內常用刀具材料和（hé）國外刀（dāo）具材料進行試（shì）驗表明，采用高（gāo）鈷刀具效（xiào）果理想，鈷的主（zhǔ）要作用能加強（qiáng）二次硬化（huà）效果，提高紅硬性和熱處理後的硬度，同時具有較高的韌性、耐磨性、良好（hǎo）的散熱性。銑刀的（de）幾何參數鈦（tài）合金的加工特（tè）性決定刀具的幾何參數與普通刀具存在著較大區別。·螺旋角β 選擇較小（xiǎo）的螺旋升角，排屑槽增大，排屑容易，散熱快，同時也減小切削加（jiā）工（gōng）過程中的切削（xuē）抗力。·前（qián）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，從而避免產（chǎn）生二次硬化。·後角α 減小刀刃的磨損速度，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（tài）合金機加工應選擇較低的切削速（sù）度，適當大的進給（gěi）量，合理的切深和精加工量，冷卻要充分。·切削速度Vc Vc=30～50m/min·進給（gěi）量f 粗加工時取較大進給量（liàng），精（jīng）加（jiā）工（gōng）和半精加工取適中的進給量。·切削深度ap ap=1/3d為宜，鈦（tài）合金（jīn）親（qīn）合力好，排屑困難，切削深度太大，會造成刀具粘刀、燒刀、斷裂現象。·精加工餘量αc適中 鈦（tài）合（hé）金表麵硬化層約0.1~0.15mm，餘量太小，刀刃切削在硬化層上，刀具容易磨損（sǔn），應該避免硬化層加工，但（dàn）切削餘量不宜過大。冷卻液（yè）鈦合金加工***好不用含（hán）氯的冷卻液（yè），避免產生有毒物（wù）質和引起氫脆，也（yě）能防（fáng）止鈦合金（jīn）高溫應力腐蝕開裂。選用合成水溶性乳化液，也可自配（pèi）用冷卻液。切（qiē）削加工時冷（lěng）卻液要保（bǎo）證充足（zú），冷卻液循環速度要快，切削（xuē）液流量和壓力要大，加工中心都配有專用冷卻噴嘴，隻要注意調整就能達到（dào）預期的效果。通過對鈦合金的特性分析，解決了鈦合金切削加工過程中存在的難題；通過編製正確、科學的加工工（gōng）藝，可以（yǐ）降低成本，提高生產效（xiào）率，得出如下結論：·用加工中心精加工鈦合金，滿足了（le）零件形狀複雜，高精度的要求，且可多件同（tóng）時加（jiā）工，提高生產效率。·高鈷刀具材料是（shì）鈦合金理想的加工刀具。·選擇合理的刀具幾（jǐ）何（hé）參數、切削參數、冷卻液，可以（yǐ）延長切削刀具壽命，提高生產效率（lǜ）。·安排出合理科學的工（gōng）藝規程是提高效益、節約成本的***佳（jiā）方法。

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