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鈦板 鈦合金板加工切削難度表現在哪些方面?

文字來源:深圳市恒溢鈦業有限公司人氣:412發布時間:2018-07-18

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鈦合金板廠家資料顯示鈦合金的硬度大于HB350時切削加工特別困難,小于HB300時則容易出現粘刀現象,也難于切削。但鈦合金的硬度只是難于切削加工的一個方面,關鍵在于鈦合金本身化學、物理、力學性能間的綜合對其切削加工性的影響。鈦合金有如下切削特點:

1.單位面積上的切削力大:主切削力比切鋼時約小20%,由于切屑與前刀面的接觸長度極短,單位接觸面積上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同時,由于鈦合金的彈性模量小,加工時在徑向力作用下容易產生彎曲變形,引起振動,加大刀具磨損并影響零件的精度。因此,要求工藝系統應具有較好的剛性。

2.變形系數小:這是鈦合金切削加工的顯著特點,變形系數小于或接近于1。切屑在前刀面上滑動摩擦的路程大大增大,加速刀具磨損。
3.冷硬現象嚴重:由于鈦的化學活性大,在高的切削溫度下,很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同時切削過程中的塑性變形也會造成表面硬化。冷硬現象不僅會降低零件的疲勞強度,而且能加劇刀具磨損,是切削鈦合金時的一個很重要特點。
4.切削溫度高:由于鈦合金的導熱系數很小(只相當于45號鋼的1/5~1/7),切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產生的熱不易傳出,集中在切削區和切削刃附近的較小范圍內,切削溫度很高。在相同的切削條件下,切削溫度可比切削45號鋼時高出一倍以上。
5.刀具易磨損:毛坯經過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工后,形成硬而脆的不均勻外皮,極易造成崩刃現象,使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。另外,由于鈦合金對刀具材料的化學親和性強,在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下,刀具很容易產生粘結磨損。車削鈦合金時,有時前刀面的磨損甚至比后刀面更為嚴重;進給量f<0.1 mm/r時,磨損主要發生在后刀面上;當f>0.2 mm/r時,前刀面將出現磨損;用硬質合金刀具精車和半精車時,后刀面的磨損以VBmax<0.4 mm較合適。
在銑削加工中,由于鈦合金材料的導熱系數低,而且切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產生的熱不易傳出,集中在切削變形區和切削刃附近的較小范圍內,加工時切削刃刃口處會產生極高的切削溫度,將大大縮短刀具壽命。對于鈦合金Ti6Al4V來說,在刀具強度和機床功率允許的條件下,切削溫度的高低是影響刀具壽命的關鍵因素,而并非切削力的大小。
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