引言
钛合金变形系数小，刀尖应力大，切削温度高，化学活性高，粘着磨损和扩散磨损显着，弹性恢复大，切削时化学亲和力高。 这样一来，容易产生粘连的切削加工刀具在切削过程中温度迅速升高，造成刀具磨损甚至完全毁坏。大量使用的航天飞行器行业使用普遍,在实际使用中,需要注意对其进行正确的、合理的铣削处理,其工艺的演变将影响着相关行业的发展趋势,相应的大量使用生产技术人员,需要予以高度重视,明确思路,通过合理的创新,以促进铣削生产工艺的发展,下面通过一些实验,作为一些参照,明确介绍了大量使用零件的特征,也研究了制造过程的问题,同时还提供了相应工艺方法,仅供有关技术人员借鉴和参照。
一、钛合金零件的性能特点及其应用
(1)从特点看主要是密度小,同时强度高,其强度比高强度钢大。(2)钛合金的导电能好,耐高热,通常在五百℃内,其耐热程度比铝合金高十倍左右。(3)抗蚀性好。钛合金可以长时间在潮湿环境应用,包括潮湿天气已经海洋湖泊等环境中,抗腐蚀的效果高于不锈钢,包括对二些腐蚀性的物质硝、硫酸以及诚的抗腐蚀功能也十分强。(4)物理化学活力大,能与环境中的O.CO2、N、以及H、CO、水蒸气等进行物理化学反映,通常在六百℃以上时,产生高强度的钛,通过吸附氧产生特殊的硬化层,同时H浓度提高,也会产生脆化层。(5)导热性较差。钛的导热关系非常低,大约Ni的四分之一,Fe的l/5,自适应逻辑的1/14钛合金材料的导热关系更低,一般为普通钛的百分之五十。(6)弹性模量较小。钛的最大弹性模量为107800MPa,大约为普通钢铁的二分之一。
二、钛合金的铣削加工难点
1.弹性模量低,弹性变形大
在加工处理中,将处理后刀面处的刀具表面回弹强化,因其所处理表面与后刀面接触面积大,从而对铣削的工件表面影响较大。
2.导热系数低,铣削温度高
铣削刀具同铣削的接触长度短,这就造成了铣削的温度十分高,同时因附近的小面积接触,不利于温度散发,影响了导热水平。
3.塑性低,硬度高
使剪切角加大,在铣削的时候,由于岩屑和前刃面小范围的碰撞,极其易出现崩刃情况。
4.易产生表面加工硬化
从钛的物理化学特性来看,由于它在化学的活性很大,而且和空气中其他杂质也会形成反应,所以如果产生了化学反应,就会产生表面加工硬化问题,而这种问题直接影响工件品质,因此无法改善钛合金配件的疲劳强度。
三、刀具的选择
这是由于钛合金的高强度、韧性、强附着力和低导热性。在粗加工中，由于切削量大，切削阻力大，切削时产生较大的冲击力或振动，对刀具要求有一定的韧性和抗弯强度。选用材料为W2Mo9Qr4V4Co8的粗齿高速钢铣刀。这是因为由于穿孔量大，它具有恒定的弯曲强度和冲击韧性。此外，高速铣刀刀片数量少，排屑空间大，排屑方便。但高速钢铣刀的耐磨性、耐热性和抗弯强度不如硬质合金铣刀，因此在加工时需要降低刀具。精加工选用GCI030(HC)-SI5材质的微硬质合金立铣刀，它是一种PVC涂层硬质合金立铣刀，主要含有碳化钛和氮化钛。优异的抗切屑沉积性和抗塑性变形性。在加工过程中，参与切削的齿数较多，因此切削阻力小，切削过程平稳，可获得较高的表面质量。
四、铣削加工技术的实施
1.切削参数的优化
切削速度对切割刃的温度控制作用较大, 切削速度越高，切削温度越高，直接影响刀具寿命。 积屑瘤是由于大量使用导热系数低的韧性工具造成的，导致切削速度较慢，避免了积屑瘤和氧化皮刺的形成。 降低进给速度还可以提高表面光洁度并降低切削速度。 弹性变形。 但是，由于钛合金容易形成坚硬的氧化膜，进给率过低会导致工件在硬层中切削,增大工件损耗;背吃刀量大可避免刃尖在硬化层中切削,减少工具损耗。也能提高刃口的高度,便于散热,背吃刀量可选择D/2但不超过5mm。
2.走刀方式的选择
铣削钛合金后,结果一般都是顺铣。顺铣后,从刀齿切出后的磨削角度看,由于表面岩屑较薄,故不宜出现大量积屑瘤,但也可以减少磨损现象,从而减少了的粘着性。如果进行了逆铣,就会很容易产生崩刃现象,就很容易出现板材的剥离现象,也会产生黏屑,从铣上来看,就会由于大量使用的材料弹性较小,而出现了让刃问题,所以就在该问题产生的同时,就需要结合光刃加工进行解决,另外,如果从实际的工作开展中来看,在顺铣的过程中,其对于快速移动的水平部分力和上刃方向都是一致的,那么就在刀架和螺母之间会出现问题,就不利于动作的平稳,很容易出现向工作台窜动,就会出现了咬刃现象,在研发数控机床的过程,我们就对丝杠和螺纹都进行了无缝隙加工。
3.切削液的配制
切割液通常采用不含氯的水溶乳化液,且并不侵蚀已处理表层。粗加工为要求用切削液排除大部分的磨削热量,以提高磨削前刃硬度,以降低刀具磨损力,以淬火法为先,按比例调配成百分之五的含量。精加工为提升已机械加工件外观品质,降低表层岩屑和前刃面中间摩擦角,增加剪切角以降低铣削压力,以润滑法为先,按比例调配成百分之十的含量。
结束语
综上所述,因我国航天飞行器事业不断发展壮大,生产更多的太空装置都需要钛合金原材料,所以对该元件的铣削的有效性直接决定着航天事业的稳定发展,而钛合金已经成为最关键的航天飞行器材料,因此有关人员要关注发展趋势,并明确有关的科技因素,以便于进一步增强技术创新,从而为铣削科技的进展给尽有效助力,也进一步推动了我国航天飞行器事业的蓬勃发展。
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