钛合金铣削用量选择

1、TA15、TB6两种钛合金材料具有重量轻、强度高、耐热、耐腐蚀、疲劳性能好等一系列优良的力学、物理性能，成为航空航天、核能、船舶等领域理想的结构材料之一。但由于该 材料价格昂贵，难加工，尤其是铣削加工制造周期长、成本高，制约了它的应用。而新一代 航空产品需要具备更优异的性能新材料、新结构、新工艺被广泛应用。同时，为了竞争的需要，研制周期短和制造成本低是取胜的关键，因此，开展对TA15、TB6两种钛合金材料切削加工的研究是必要的，特别是铣削高效加工的探索尤其显得紧迫和重要。TA15、TB6钛合金材料主要特征TA15a钛合金是a相固熔体组成的单相合金。该合金室温强度在930MPa以上，耐热性高于纯

2、钛，组织稳定，抗氧化能力强，500600 C下仍保持其强度，抗蠕变能力强，但不能进行热处理强化。TB60钛合金是0相固熔体组成的单相合金。该合金室温强度在1105MPa以上，但热稳定性较差，不宜在高温下使用。TA15、TB6钛合金的切削加工工艺特性摩擦系数大，导热系数低，刀尖切削温度高。钛合金热导率仅为钢的1/4、铝的1/14、铜的1/25 ,因而散热慢，不利于热平衡。切削时产生的切削热都集中在刀尖上，使刀尖温度很高，易使刀尖很快熔化或粘结磨损而变钝。弹性模量小。钛合金的弹性模量只有30CrMnSi的56%，这说明零件的刚性差，切削时易产生弹性变形和振动，不仅影响零件的尺寸精度和表面质量，而且

3、还影响刀具的使用寿 命；同时造成已加工面的弹性恢复较大，刀具后面摩擦增加导致刀具过快磨损。化学活性大。在300C以上时有强烈的吸氢、氧、氮的特性，造成加工表面易产生脆硬的化合物，切屑形成短碎片状，使刀具极易磨损。钛合金化学亲和力较强，极易与其他金属亲和结合。在加工中切屑与刀具的粘结现象严 重，使刀具的粘结和扩散磨损加大。TA15、TB6钛合金零件切削用量和刀具参数的选择主要加工方法钛合金零件的加工余量比较大，有的部位很薄23mm），主要配合表面的尺寸精度、 形位公差又较严，因此每项结构件都必须按粗加工一半精加工一精加工的顺序分阶段安排工 序。主要表面分阶段反复加工，减少表面残余应力，防止变形，

4、最后达到设计图的要求。其 主要的加工方法有铣削、车削、磨削、钻削、铰削、攻丝等。铣削用量及刀具的选择钛合金结构件中大量应用铣削加工，如零件内外型面。刀具应选择具有高硬度、高抗弯强度和韧性、耐磨性好、热硬性好、工艺性好、散热性好的材料，主要为高速钢W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4VCo5(M42)和硬质合金YG8、K3O、Y330。刀具几何参数应以保证刀具强度高、刚性好、锋利为原则，细长比不能过大，并分粗、精加 工两种，加工时最好采用顺铣。铣削刀具参数见表1，常规加工铣削用量见表2。铣削时必须注入充足的水溶性油质切削液来降低刀具和工件的温度，切削液流量应不小于 5L/min，以延长刀具

5、的使用寿命。在上述常规加工的基础上，为进一步提高铣削加工效率，我们在强力铣加工中心机床上进行 了高效铣削试验，获得了较理想的切削用量、刀具和切削液，铣削用量数据见表3。通过高效铣削与常规对比可以看出，高效铣削加工比常规加工效率提高了24倍，零件表 面质量也得到较大的提高，加工周期大大缩短，制造成本相应降低。用度。表1铳副刀具手裁刀具()后角C )螺旋角FC )刀尖齿背备注立铳刀粗Q412153045按需E大：切削平稳精4815203045按蔼廿：大：切削力小，机床震动小三面刃铳刀3101215按需端戒刀0512-15主偏弟045 75口表2常报加工铢削用量刀具材立铳刀直径()切削速度(/ Bin)进弟量 (/*in)切削探度(u)制削宽度切削部总长()使用机床E3O2535501000. 30. 51. 550150数控加工中 心K3Q2525351001500. 30. 52. 550150数控加工中 心表3高效加工镜削用量刀具材 科立铁刀直径d()切削速度V (/in)进稔重壬 (/ Bin)切削深度ap()切削宽度%(BM)切削