鈦合金材料由于其密度小，比強度高，耐高溫，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(yè)純鈦中加入合金元素，以提高鈦的強度。鈦合金可分三種：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，高溫變形性能、韌性、塑性較好，能進行淬火、時效處理，使合金強化。鈦合金的性能特點主要表現(xiàn)在：1) 比強度高。鈦合金密度小(4.4kg/dm3)重量輕，但其比強度卻大于超高強度鋼。2) 熱強性高。鈦合金的熱穩(wěn)定性好，在300～500℃條件下，其強度約比鋁合金高10倍。3) 化學活性大。鈦可與空氣中的氧、氮、一氧化碳、水蒸氣等物質(zhì)產(chǎn)生強烈的化學反應，在表面形成TiC及TiN硬化層。導熱性差。鈦合金導熱性差，鈦合金TC4在200℃時的熱導率l=16.8W/m·℃，導熱系數(shù)是0.036卡/厘米·秒·℃。鈦合金機加工特性分析首先，鈦合金導熱系數(shù)低，僅是鋼的1/4，鋁的1/13，銅的1/25。因切削區(qū)散熱慢，不利于熱平衡，在切削加工過程中，散熱和冷卻效果很差，易于在切削區(qū)形成高溫，加工后零件變形回彈大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨損快，耐用度降低。其次，鈦合金的導熱系數(shù)低，使切削熱積于切削刀附近的小面積區(qū)域內(nèi)不易散發(fā)，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削熱不易散發(fā)，加速刀具磨損。***后，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(xiàn)象。鈦合金在加工中心上的銑削案例分析零件的結(jié)構(gòu)形式，見圖1。圖1 零件外形尺寸該零件的特點是：·形狀較復雜，精度要求高?！ぜ庸み^程中必須進行多種工序加工?！け仨殗栏窨刂屏慵罘秶??！r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時加工，提高生產(chǎn)效率?！ぬ岣吡慵募庸ぞ?，產(chǎn)品一致性好。加工中心有刀具補償功能，可以獲得機床本身的加工精度?！び袕V泛的適應性和較大的靈活性。如本零件的圓弧加工、倒角和過渡圓角?！た梢詫崿F(xiàn)一機多能。加工中心可以進行銑削、鉆孔、鏜孔、攻絲等一系列加工。·可以進行******的成本計算，控制生產(chǎn)進度?！げ恍枰獙Ｓ脢A具，節(jié)約大量成本經(jīng)費，縮短生產(chǎn)周期?！ご蟠鬁p輕了工人的勞動強度?！た梢耘cUG等加工軟件進行多軸加工。刀具材料的選擇刀具材料選用應滿足下列要求：·足夠的硬度。刀具的硬度必須要遠大于鈦合金硬度。·足夠的強度和韌性。由于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韌性?！ぷ銐虻哪湍バ?。由于鈦合金韌性好，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(shù)?！さ毒卟牧吓c鈦合金親合能力要差。由于鈦合金化學活性高，因此要避免刀具材料和鈦合金形成溶敷、擴散而成合金，造成粘刀、燒刀現(xiàn)象。經(jīng)過對國內(nèi)常用刀具材料和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效果，提高紅硬性和熱處理后的硬度，同時具有較高的韌性、耐磨性、良好的散熱性。銑刀的幾何參數(shù)鈦合金的加工特性決定刀具的幾何參數(shù)與普通刀具存在著較大區(qū)別。·螺旋角β 選擇較小的螺旋升角，排屑槽增大，排屑容易，散熱快，同時也減小切削加工過程中的切削抗力?！で敖铅?切削時刃口鋒利，切削輕快，避免鈦合金產(chǎn)生過多切削熱，從而避免產(chǎn)生二次硬化?！ず蠼铅?減小刀刃的磨損速度，有利于散熱，耐用度也得到很大程度的提高。切削參數(shù)選擇鈦合金機加工應選擇較低的切削速度，適當大的進給量，合理的切深和精加工量，冷卻要充分?！で邢魉俣萔c Vc=30～50m/min·進給量f 粗加工時取較大進給量，精加工和半精加工取適中的進給量?！で邢魃疃萢p ap=1/3d為宜，鈦合金親合力好，排屑困難，切削深度太大，會造成刀具粘刀、燒刀、斷裂現(xiàn)象。·精加工余量αc適中 鈦合金表面硬化層約0.1~0.15mm，余量太小，刀刃切削在硬化層上，刀具容易磨損，應該避免硬化層加工，但切削余量不宜過大。冷卻液鈦合金加工***好不用含氯的冷卻液，避免產(chǎn)生有毒物質(zhì)和引起氫脆，也能防止鈦合金高溫應力腐蝕開裂。選用合成水溶性乳化液，也可自配用冷卻液。切削加工時冷卻液要保證充足，冷卻液循環(huán)速度要快，切削液流量和壓力要大，加工中心都配有專用冷卻噴嘴，只要注意調(diào)整就能達到預期的效果。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；通過編制正確、科學的加工工藝，可以降低成本，提高生產(chǎn)效率，得出如下結(jié)論：·用加工中心精加工鈦合金，滿足了零件形狀復雜，高精度的要求，且可多件同時加工，提高生產(chǎn)效率?！じ哜挼毒卟牧鲜氢伜辖鹄硐氲募庸さ毒??！みx擇合理的刀具幾何參數(shù)、切削參數(shù)、冷卻液，可以延長切削刀具壽命，提高生產(chǎn)效率?！ぐ才懦龊侠砜茖W的工藝規(guī)程是提高效益、節(jié)約成本的***佳方法。

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