钛合金大进给铣削工艺研究
钛合金铣削加工的技术要点 newmaker
与其他大多数金属材料加工相比，钛加工不仅要求更高，而且限制更多。这是因为钛合金所具有的冶金特性和材料属性可能会对切削作用和材料本身产生严重影响。但是，如果选择适当的刀具并正确加以使用，并且按照钛加工要求将机床和配置优化到最佳状态，那么就完全可以满足这些要求，并获得令人满意的高性能和完美结果。传统钛金属加工过程中碰到的许多问题并非不可避免，只要克服钛属性对加工过程的影响，就能取得成功。
钛的各种属性使之成为具有强大吸引力的零件材料，但其中许多属性同时也影响着它的可加工性。钛具备优良的强度-重量比，其密度通常仅为钢的60%。钛的弹性系数比钢低，因此质地更坚硬，挠曲度更好。钛的耐侵蚀性也优于不锈钢，而且导热性低。这些属性意味着钛金属在加工过程中会产生较高和较集中的切削力。它容易产生振动而导致切削时出现震颤；并且，它在切削时还容易与切削刀具材料发生反应，从而加剧月牙洼磨损。此外，它的导热性差，由于热主要集中在切削区，因此加工钛金属的刀具必须具备高热硬度。
稳定性是成功的关键所在
某些机加工车间发现钛金属难以有效加工，但这种观点并不代表现代加工方法和刀具的发展趋势。之所以困难，部分是因为钛金属加工是新兴工艺，缺少可借鉴的经验。此外，困难通常与期望值及操作者的经验相关，特别是有些人已经习惯了铸铁或低合金钢等材料的加工方式，这些材料的加工要求一般很低。相比之下，加工钛金属似乎更困难些，因为加工时不能采用同样的刀具和相同的速率，并且刀具的寿命也不同。即便与某些不锈钢相比，钛金属加工的难度也仍然要高。我们固然可以说，加工钛金属必须采取不同的切削速度和进给量以及一定的预防措施。其实与大多数材料相比，钛金属也是一种完全可直接加工的材料。只要钛工件稳定，装夹牢固，机床的选择正确，动力合适，工况良好，并且配备具有较短刀具悬伸的ISO 50主轴，则所有问题都会迎刃而解——只要切削刀具正确的话。
但在实际铣削加工中，钛金属加工所需的条件不容易全部满足，因为理想的稳定条件并不总是具备。此外，许多钛零件的形状复杂，可能包含许多细密或深长的型腔、薄壁、斜面和薄托座。要想成功加工这样的零件，就需要使用大悬伸、小直径刀具，这都会影响刀具稳定性。在加工钛金属时，往往更容易出现潜在的稳定性问题。
必须考虑振动和热
非理想环境还包含其它因素，其中之一就是大多数机床目前装配的是IS0 40主轴，如果高强度地使用机床，就无法长时间保持新刀状态。此外，如果零件结构较复杂的话，通常就不易有效夹紧。当然挑战还不止于此，切削工序有时必须用于全槽铣、侧削或轮廓铣削，所有这
些都有可能(但并非必定)产生振动及形成较差的切削条件。重要的是，在设定机床时，必须始终注意提高稳定性以避免振动趋势。振动会造成刀刃崩碎、刀片损坏并产生不可预见和不一致的结果。一种改进措施便是采用多级夹紧，使零件更靠近主轴以有助于抵消振动。
由于钛金属在高温下仍能保持其硬度和强度，因而切削刃会遭遇高作用力和应力，再加上切削区中产生的高热，就意味着很可能出现加工硬化，这会导致某些问题产生，特别是不利于后续切削工序。因此，选择最佳的可转位刀片牌号和槽形是加工能否取得成功的关键。过去的历史证明，细晶粒非涂层刀片牌号非常适用于钛金属加工；如今，具有PVD钛涂层的刀片牌号更可大大改进性能。
精度、条件和正确的切削参数
刀具轴向和径向上的跳动精度也很重要。例如，如果未将刀片正确地安装到铣刀中，则铣刀周围的切削刃会迅速损坏。在切削钛金属时，其它一些因素，例如刀具制造公差不良、磨损和刀具受损、刀柄有缺陷或质量差、机床主轴磨损等等，都会在很大程度上影响到刀具寿命。观察结果表明，在所有加工表现不佳的案例中，80%都是由这些因素所造成。尽管大多数人喜欢选用正前角槽形刀具，但事实上稍带负前角槽形的刀具能以更高的进给去除材料，并且每齿进给量可达0.5mm。但是这同时也意味着必须保持最佳稳定状态，即机床应非常坚固，且装夹应极其稳定。
除进行插铣(最好使用圆刀片)之外，应尽量避免使用90主偏角，这样做通常有助于提高稳定性和获得总体性能，当在浅切深下使用时尤应如此，在进行深腔铣时，一种值得推荐的做法是通过刀具接柄而使用长度可变的刀具，而不是在整个工序中使用单一长度的长刀具。调整切削参数以克服因降低每齿进给量而引起的振动是传统的解决方法，但这种方法并不恰当，因为它会对刀具寿命和切削性能产生灾难性影响。可转位刀片需要一定量的切削刃倒圆，以增加切削刃强度和获得更好的涂层粘附力。
在铣削钛金属时，要求刀具至少以最小的进给量工作——通常为每齿0.1mm。如果仍有振动趋势，则刀片损坏或刀具寿命缩短问题将不可避免。可能的解决方法包括精确计算每齿进给量，并确保它至少为0.1mm。
另外也可降低主轴转速，以达到最初的进给率。如果使用最小的每齿进给量，而
主轴转速却不正确，则对刀具寿命的影响可高达95%。降低主轴转速通常可提高刀具寿命。一旦确立了稳定工况，就可相应地提高主轴转速和进给量来获得最佳性能。另一种做法是从铣刀中取出一些刀片或选择含刀片较少的铣刀。(end)
切削加工常用计算公式
附录3：切削加工常用计算公式 1. 切削速度Vc (m/min) 1000n D Vc ?π?= 主轴转速n (r/min) D 1000 Vc n ?π?= 金属切除率Q (cm 3/min) Q = V c ×a p ×f 净功率P (KW) 3p 1060Kc f a Vc P ????= 每次纵走刀时间t (min) n f l t w ?= 以上公式中符号说明 D — 工件直径 (mm) ap — 背吃刀量（切削深度） (mm) f — 每转进给量 （mm/r ） lw — 工件长度 (mm)
铣削速度Vc (m/min) 1000n D Vc ?π?= 主轴转速n (r/min) D 1000 Vc n ?π?= 每齿进给量fz (mm) z n Vf fz ?= 工作台进给速度Vf (mm/min) z n fz Vf ??= 金属去除率Q (cm 3/min) 1000Vf ae ap Q ??= 净功率P (KW) 61060Kc Vf ae ap P ????= 扭矩M (Nm) n 10 30P M 3 ?π??= 以上公式中符号说明 D — 实际切削深度处的铣刀直径 （mm ） Z — 铣刀齿数 a p — 轴向切深 (mm) a e — 径向切深 (mm)
切削速度Vc (m/min) 1000n d Vc ?π?= 主轴转速n (r/min) d 1000 Vc n ?π?= 每转进给量f (mm/r) n Vf f = 进给速度Vf (mm/min) n f Vf ?= 金属切除率Q (cm 3/min) 4Vc f d Q ??= 净功率P (KW) 310240kc d Vc f P ????= 扭矩M (Nm) n 10 30P M 3?π??= 以上公式中符号说明： d — 钻头直径 (mm) kc1 — 为前角γo=0、切削厚度hm=1mm 、切削面积为1mm 2时所需的切 削力。 (N/mm 2) mc — 为切削厚度指数，表示切削厚度对切削力的影响程度，mc 值越 大表示切削厚度的变化对切削力的影响越大，反之，则越小 γo — 前角 （度）
关于高速铣削加工工艺的浅论
高速切削技术论文 机械工程学院 1001011435 张伟
1 关于高速铣削加工工艺的浅论* 张伟 (1. 沈阳理工大学,机械工程学院,机械设计制造及其自动化沈阳201311；) 摘要：传统意义上的高速切削是以切削速度的高低来进行分类的，而削机床则是以转速的高低进行分类。如果从切削变形的机理来看高速切削，则前一种分类比较合适；但是若从切削工艺的角度出发，则后一种更恰当。随着主轴转速的提高，机床的结构，刀具结构，刀具装夹和机床特性都有本质上的改变。高速意味着高离心力，传统的7:24锥柄，弹簧夹头，液压夹头在离心力的作用下，难以提供足够夹持力，同时为避免切削振动要求刀具系统具有更高的动平衡精度。高速切削的最大优势并不在于速度，进给速度提高所导致的效率提高，而由于采用了更高的切削速度和进给速度，允许采用较小的切削用量进行切削加工。由于切削用量的降低，切削力和切削热随之降低，工艺系统变形减小，可以避免铣削振动。利用这一特性可以通过高速铣削工艺加工薄壁结构零件。 关键词：高速铣削加工工艺 中图分类号：TG156 About High Speed Milling Technology Discussion ZHANG Wei (1. Shenyang Li gong University, School of Mechanical Engineering, Mechanical Design, Manufacturing and Automation, Shenyang 201311;) Abstract：Traditional high-speed cutting is to classify the level of cutting , and the cutting speed of the machine is based on the level of classification. If the view of the cutting mechanism of deformation speed cutting, the former is more appropriate classification ; However, if the angle of the cutting process , the latter is more appropriate. As the spindle speed increases , the structure of the machine tool structure , tool clamping and machine characteristics are essentially changed. High speed means high centrifugal force , the traditional 7:24 taper , collet chuck , hydraulic chuck under the effect of centrifugal force , it is difficult to provide sufficient clamping force , as well as to avoid cutting vibration requires balancing tool system has higher precision . The biggest advantage of high-speed cutting is not the speed, feed speed increased efficiency resulting from , but thanks to the higher cutting speed and feed rate, allowing the use of smaller cutting for cutting. Since the reduction cutting , cutting force and cutting heat decreases, reducing deformation process system to avoid vibration milling . Using this feature can speed milling machining thin-walled structural components . Key words：High speed Milling Processing technology 0 前言1 普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点： （1）高效高速铣削的主轴转速一般为15000r/min～40000r/min，最高可达100000r/min。 *高速切削技术论文.20131005下载模板.20131101完成初稿.20131127终稿. 在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的 铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。 （2）高精度高速铣削加工精度一般为10μm，有的精度还要高。 （3）高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。
钛合金特性及加工办法
精心整理 钛合金特性及加工方法 钛合金以其强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料，但由于其切削加工性差，长期以来在很大程度上制约了它的应用。随着加工工艺技术的发展，近年来，钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的11％。本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。 1钛合金的切削加工性及普遍原则 钛合金按金属组织分为a 相、b 相、a+b 相，分别以TA ，TB ，TC 表示其牌号和类型。我公司某新型发动 600 损严重。 要保持刀刃锋利，以保证排屑流畅，避免粘屑崩刃。 切削速度宜低，以免切削温度过高；进给量适中，过大易烧刀，过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快；切削深度可较大，使刀尖在硬化层以下工作，有利于提高刀具耐用度。 加工时须加冷却液充分冷却。 切削钛合金时吃刀抗力较大，故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形，所以切削夹紧力不能大，特别是在某些精加工工序时，必要时可使用一定的辅助支承。 以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则，事实上，用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。 2钛合金切削加工的工艺措施
车削 钛合金车削易获得较好的表面粗糙度，加工硬化不严重，但切削温度高，刀具磨损快。针对这些特点，主要在刀具、切削参数方面采取以下措施： 刀具材料：根据工厂现有条件选用YG6，YG8，YG10HT。 刀具几何参数：合适的刀具前后角、刀尖磨圆。 较低的切削速度。 适中的进给量。 较深的切削深度。 选用的具体参数见表1。 表1车削钛合金参数表工序车刀前角go ° ° mm m/min mm mm/r 粗车56 精车56 铣削 了3 此外，为使钛合金顺利铣削，还应注意以下几点： 相对于通用标准铣刀，前角应减小，后角应加大。 铣削速度宜低。 尽量采用尖齿铣刀，避免使用铲齿铣刀。 刀尖应圆滑转接。 大量使用切削液。 为提高生产效率，可适当增加铣削深度与宽度，铣削深度一般粗加工为 1.5～3.0mm，精加工为0.2～0.5mm。 磨削 磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差，使磨削区产生高温，从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著
机械制造第二章作业 (答案) (3)
3-2 什么是内联系传动链，它与外联系传动链有和不同，试举例说明。 答： 内联系传动链：内联系传动链是联系复合运动之内的各个分解部分，因而传动链所联系的执行件相互之间的相对速度（及相对位移量）有严格的要求，用来保证执行件运动的轨迹。例如，在卧式车床上用螺纹车刀车螺纹时，为了保证所需螺纹的导程大小，主轴（工件）转一周时，车刀必须移动一个规定的准确的距离（螺纹导程）。联系主轴——刀架之间的螺纹传动链，就是一条传动比有严格要求的内联系传动链。再如，用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮时，为了得到正确的渐开线齿形，滚刀转1 / K 转（K 是滚刀头数）时，工件就必须转1 / Z 转（Z 为齿轮齿数）。联系滚刀旋转B11和工件旋转B12的传动链，必须保证两者的严格运动关系。 外联系传动链：外联系传动链是联系动力源（如电动机）和机床执行件（如主轴、刀架、工作台等）之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。例如，车削螺纹时，从电动机传到车床主轴的传动链就是外联系传动链，它只决定车螺纹速度的快慢，而不影响螺纹表面的成形。再如，在卧式车床上车削外圆柱表面时，由于工件旋转与刀具移动之间不要求严格的传动比关系，两个执行件的运动可以互相独立调整。 3-3 试列出CA6140车床主运动传动链的传动路线,并计算主轴最高、最低转速及转速级数。 答： 传动链的传动路线如下： )(VI )(2M 5826V 50518020IV 50508020_)(2M __5063________III 582250304139II 3034VII 3450)()(1M ______43513856)()(1M I 230130m in /r 1450kw 5.7主电动机 主轴右移左移反转右正转左-??????????????????----??????????????--??????????????--??????????????????--?????????????????????? ---??????????????---ΦΦ-???? ?? 主轴最高速度：16371.163750634139303434502301301450 ?==主轴n r/min 主轴最低速度：103.1058268020802058224351230130 1450?==主轴n r/min 正转转速级数：2×3×(1+(2×2-1))=24级 反转转速级数：1×3×(1+(2×2-1))=12级 3-4 CA6140车床主运动、车螺纹运动、机动进给运动、快速运动等传动链中，哪些传动链的两端件之间具有严格的传动比？ 答： 车螺纹运动：两端件（主轴与刀架）之间具有严格的传动比。 3-10 外圆磨削与外圆车削相比有何特点（试从机床、刀具、加工过程等方面进行分析）？并以此说明外圆磨削比外圆车削质量高的原因。 答：
钛合金切削中刀具材料选用及加工工艺介绍
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6mm。 c.切削加工情况：有YG8铣平面，刀具切削轻松，在进刀与工件接触时 以及刀具将工件切透时有振动，中间切削过程平稳，使用磨削液。 留0.5mm 余量进行精铣，可获得R a1.6的表面粗糙度。 2.加工十字形状 a.刀具选择：选用硬质合金立铣刀，刀具材料为Y330。铣刀外径?40。 b.切削参数选择：主轴转速235r/min。 c.切削加工情况：用Y330加工十字形状，手动横向进给，刀具切削轻 松，切削时加磨削液充分冷却。精铣时铣刀底刃修磨R2，后角为1 0°～12°，并用碳化硅油石修磨使切削刃光滑，工件能得到R a1.6 的表面粗糙度。此时后角的选择，尤其是刀具圆弧面后角的选择至 关重要，过大，会在铣削过程中产生振动，容易崩刃，使切削刃产 生锯口，加剧磨损：过小，会造成排屑、断屑困难，切屑还会粘刀， 后刀面与工件磨擦现象严重，刀具磨损加快。因此正确地修磨后角， 可以提高刀具的使用寿命。 3.车削工件内外圆弧表面 刀具材料、几何参数及切削用量的选择如下： a.刀具材料为YG8，45°偏刀断续切削，使用磨削液让切削刃冷却。用工装夹 持工件，每组加工8件，粗车切削用量V=25～38m/min，f=0.3～0.5mm/r， ap=3～5mm.如加工中间内孔，在连续切削的条件下精车，切削用量V=50～7 5m/min，f=0.1～0.2mm/r，ap=0.25～0.8mm。 前角γ=8°～12°能保证刀具强度。 .磨出0.05～0.1mm的负倒棱，增强切削刃强度。 .后角a=15°～20°，以减少后刀面与工件的摩擦，提高刀具寿命。 .粗车时，刃倾角λ=-3°～-5°，精车时刃倾角λ=-3°～0°。 .粗车时，刀尖圆弧半径r0=0.5mm，精车时r0=1～2mm，以增强刀尖强度。 .切削加工情况：通过以上参数选择，工件可获得R a1.6的表面粗糙度，并能有效地提高刀具寿命，主切削刃在刃磨后用碳化硅油石研磨出倒棱，可消除刃磨产生的锯口，提高抗磨损能力，并增强主切削刃强度。 .加工零件两边U形弧槽 图1所示U槽深约24mm，宽18mm，圆弧为28，弧形槽弦长61mm，为半盲槽，加工 后底部弧面及两侧面壁厚为4mm。由于是半盲槽，刀具进入切槽后，铣削阻力增大， 排屑不畅，刀具与切屑挤压现象严重，切削过程中有振动，刀具易崩刃，如继续切 削，刀具将在颈部处折断。加工后的零件表面凹凸不平，表面粗糙度达不到要求。 在选用刀具上，原选用硬质合金立铣刀加工，由于铣削产生的振动使铣刀崩刃，刀 具寿命较短。后改用超硬铝高速钢铣刀(刀具牌号W6Mo5Cr4V2Al)切槽，取得了较满 意的效果。其加工步骤如下： a.先将铣刀底部磨出圆角R2，后角值取8°～12°，并用油石修光。如果刀具
超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材-编制说明
《超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材》 编制说明（征求意见稿） 一、 工作简况 1.1本标准项目涉及的产品简况： 本标准针对适用于眼镜架、矫形丝、导引丝、通信天 线等用途的超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材产品的化学成分、 尺寸、弯曲度、超弹性性 能、力学性能、高低倍组织、表面质量等技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运 输、贮存等进行了规定。 目前国内钛镍合金生产已具有一定的规模，但与国际相关生产技术相比仍存在差距。在 钛镍合金的熔炼技术方面，美国、日本已走在了世界的前列，例如美国 WahCha ng 公司可以 生产单锭重量达3吨的钛镍合金铸锭。国内一般采用25kg 或50kg 真空中频感应炉生产铸锭， 存在的问题是铸锭规格小、效率低、杂质含量高，产品的成品率仅为 50%左右，不适合规模 化生产。 国外钛镍合金生产广泛采用将大规格铸锭通过挤压方法生产棒坯料， 然后再轧制拉拔成 棒丝材的工艺，其先进的生产线主要是采用了连续式高速轧机， 精轧采用三辊、四辊定径轧 机等，生产线产能较大，但设备复杂，投资较大。 我国钛镍合金棒丝材普遍采用与普通钛合 金相似的加工工艺，即铸锭锻造开坯后轧制、旋锻、拉拔的工艺，生产规模普遍较小，经济 效益低，产品质量和精度与国际先进水平有较大差距，缺乏竞争力。 产品生产工艺路线如下图所示： 图1超弹性钛镍形状记忆合金棒材和丝材生产工艺流程图 1.2任务来源：根据国标委发［2018］60号20192049-T-610，由西安思维金属材料有限公 司、有研亿金新材料股份有限公司、有研医疗器械（北京）有限公司承担国家标准《超弹性 钛镍形状记忆合金棒材和丝材》的编制工作，计划完成年限为 2019年。 1.3标准项目申报单位简况： 西安思维金属材料有限公司于 2012年注册成立，主营业务 为钛镍材料和钛及钛合金丝材及深加工产品的研发、 生产和销售，主导产品为钛镍合金棒材、 丝材、板材及航空航天和工程用钛合金棒丝材两大类产品。公司 2013年经认证成为“陕西 省和西安市民营科技企业”、“西安市高新技术企业”， 2014年经认定为“陕西省中小企 业创新研发中心”； 2015年被认定为国家“高新技术企业”； 2018年被认定为西安市 TOP100企业及“陕西省科技型中小企业” ；并已通过 ISO 9001-2008、ISO14001-2004 及 GB/T28001-2011管理体系认证。公司目前在研科研项目 15余项，其中获得国家、省、市政 府支持的项目 10 余项，获得 2017 年陕西省科技进步三等奖， 西安市科技进步一等奖。 公司 2012 年至今起草制定国家标准、有色金属行业标准 10 余项。公司依托西北有色金属研究院 电热张力矫直 ［表面磨削 —? 「表面氧化处理 ----------- ? 拉 丝 成品矫直 扒皮，切冒口 棒、丝坯旋锻 性能检测 入库
钛合金切削加工知识
合金磨削刀具-钛合金的切削加工 首页>行业信息>行业信息> 合金磨削刀具-钛合金的切削加工 摘要：文件地点传真-500kV世博输变电工程设备采购招标混凝土机械设备-我国混凝土泵车的研发趋势器 材行业企业-2008年是纺织机械发展预测除尘器粉尘气体-现代锅炉除尘设备简介控制器技术空调-我国将 制定变频控制器标准终结市场混乱新产品功能水平-中联环卫机械公司五款新产品通过验收波兰装配厂-扩 大欧洲市场份额徐工波兰装配厂落成叉车鸟巢开幕式-龙工叉车为奥运鸟巢极速“变装”出力(图)刀具加工 刀片-Kennametal公司推出KB9640新刀具工程机械企业-工程机械租赁业发展前景广阔1．钛合金可分为哪几类?钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以 上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，合金,磨削,刀具,丝锥,切屑,砂轮,磨损,铰刀,硬质合金,温度, 1．钛合金可分为哪几类? 钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类： (1) α钛合金：它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。 (2) β钛合金：它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。 (3) α+β钛合金：它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。 三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+p钛合金次之，β钛合 金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α+β钛合金代号为TC。 2．钛合金有哪些性能和用途？ 钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过0.1％，但其强度低、塑性高。99.5％工业纯钛的性能为：密度ρ=4.5g/cm3，熔点为1800℃，导热系数 λ=15.24W/(m.K)，抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。 (1)比强度高：钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料， 见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件 及起落架等都使用钛合金。
TC4钛合金拉拔工艺探索
TC4钛合金拉拔工艺探索 摘要：通过对TC4钛合金棒线材冷拉拔加工过程展开研究，选择合理的冷拉拔加工工艺参数，实现了TC4钛合金室温下的冷拉拔生产。 关键词：TC4钛合金冷拉拔加工工艺参数 前言：钛合金具有的良好的耐蚀、比强度、无磁性及高低温性能等特点成为令人瞩目的高性能新材料，二十世纪五十年代以后在军用和民用领域应用都极具活力。在航空航天领域，钛和其合金主要用于航空航天和军事工业上面，钛在航空航天上的应用约占钛总产量的70%左右：在民用方面，高尔夫球头、民用自行车、各种钛制容器（压力容器，化学、电镀液槽）等也进入了人们的生活：医学领域，医用钛合金无毒质轻、比强度高。具有的极好的生物相容性和耐腐蚀性，也是较为理想的医用金属材料、可用于作植入人体的植入物等。此外，建筑行业、农业和畜牧业、核工业、军械方面、汽车行业都出现了良好的发展势头。 TC4（Ti-6Al-4V)钛合金是上世纪五十年代发展起来的一种中等强度α+β两相型钛合金，它含有6%α稳定元素铝和4%β稳定元素钒。该合金凭借其高强度、高的比强度和良好的高温蠕变性等优异的的综合性能，成为航空航天工业中重要的结构材料。这种合金不仅室温抗拉强度极高，而且在高温下也具有较高的抗拉强度。TC4（Ti-6Al-4V)钛合金是各种钛合材料中应用最广泛的一种双相型钛合金，它具有优良的综合性能、良好的工艺塑性、超塑性和耐腐蚀性，适用于各种压力加工成形及各种方式的焊接和机械加工，同时对热应力也存在一定的敏感性TC4钛合金的室温强度高，在150-350℃间具有较好的耐热性。此外，还具有良好的焊接性，焊后不作任何处理即可使用，也可以通过焊后固溶处理和时效处理进一步获得强化。TC4钛合金连接件作为钛合金应用的重要手段，有着简化部件整体加工工序、提高材料利用率、降低成本、减轻结构重量、提高生产效率等方面的优势。在汽车领域中用钛丝制成的弹簧可减重50% ；钛合金线材制成的铆钉连接件已普遍应用于航空航天飞机上；在海水养殖方面，用钛丝织成的养殖网使用15年后仍毫无损坏，且无毒不污染环境；在工具、连接件方面，钛丝用作钛屋顶连接用螺丝、穿孔螺栓
钛合金的切削加工及刀具设计
钛合金的切削加工及刀具设计 核心提示：分析了钛合金的相对可切削性,阐述了钛合金切削加工条件;以钛合金车加工和孔加工为例介绍了钛合金加工刀具的设计. 1.引言 钛及钛合金不仅是制造飞机、导弹、火箭等航天器的重要结构材料，而且在机械工程、海洋工程、生物工程及化学工程中的应用也日益广泛。如在阀门制造中，将不锈钢阀门与钛制阀门同时在酸性介质中使用，钛制阀门具有更好的使用寿命。 在钛中加入合金元素形成钛合金，其强度显着提高,σb可从350～700MPa提高到1200 MPa，因此在工业上应用钛合金的意义更具重要性。通常按使用状态下的组织将钛合金分为α钛合金（以TA表示）、β钛合金和（α+β）钛合金（以TC表示）三类，三种钛合金中最常用的是α钛合金和(α+β)钛合金。由于钛合金可切削性极差，因此给实际应用带来很多困难。笔者从钛合金的相对可切削性研究出发，根据多年生产经验提出较实用的刀具，供读者应用时参考。 2.钛合金可切削性的研究 若以45号钢的可切削性为100%，则钛合金的可切削性约为20～40%，其可切削性比不锈钢差，但比高温合金稍好。在钛合金中又按β型钛合金、α+β型钛合金、α型钛合金为序其可切削性逐步改善，而纯钛的可切削性最好。即在一般情况下，材料硬度愈高，加入合金元素越多，材料的可切削性越差。加工钛合金时，若材料硬度小于HB 300将会出现强烈粘刀现象，而硬度大于HB370时加工又极其困难，因此最好使钛合金材料的硬度在HB300～370之间。 2.1 钛合金切削机理的研究 （1）气体杂质的影响 各种气体杂质对于钛合金的可切削性有很大影响，其中最显着的是氧、氢和氮；钛合金的可切削性随着气体在钛合金中的含量增加而恶化。
高速铣削加工效率的一般计算与分析
高速铣削加工效率的一般计算与分析(转) 随着高速切削技术的发展，高速铣削工艺的应用日益广泛，越来越受到制造企业和科研工作者的关注。信息产业部某研究所自1999年7月从瑞士MIKRON公司购进第一台HSM-700型高速立式铣削中心后，2001年10月又购进三台HSM-700型高速铣床用于生产。笔者通过对这批先进高速铣床的加工效率进行深入、细致的调查研究，对比了不同铣床的加工效率，推导了高速铣削加工效率的计算公式。 1.加工效率的计算 按照传统切削理论，切削加工效率Zw(cm3/min)可通过下列公式计算： Zw＝v×f×ap （1） 式中:v——切削速度，f——进给量，ap——切削深度 根据分析与研究，我们认为式（1）不适用于高速铣削加工效率的计算，原因主要有两点： ①高速铣床的主轴转速相当高（如HSM-700型高速铣床最高转速达42000r/min，加工平面时转速也在35000r/min以上），如此高的转速使刀具并非每一转都在切削金属； ②在实际加工中，设定的转速和进给量只是最大转速和最大进给量，实际的刀具转速和进给量时刻都在变化（HSM-700机床的自测功能可以显示整个切削过程中的变化情况），切削过程中的实际转速和进给量总是从较低值迅速达到较高值又很快降到较低值，如此反复变化，这是铣削过程的客观反映，而不像车削过程中可以保持转速和进给量恒定不变。 因此，我们提出用单位时间内的金属去除量Z(cm3/min)表示加工效率，即： Z＝W/t （2） 式中:W——切削过程总的金属去除量(cm3)，t——切削时间(min)(＞0) 式（2）更符合高速铣削的实际情况，用式（2）很容易实现对高速铣削加工效率的计算，同时也便于不同铣床加工效率的比较。例如，原来在普通铣床上加工某零件，为了缩短生产周期，一部分零件现采用高速铣床加工。这样，可通过该零件的加工来比较两种加工设备的加工效率。
开题报告_数控铣削加工过程仿真
毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：李赢学号： 1015070124 专业：机械设计制造及其自动化 设计(论文)题目：数控铣削加工过程仿真 指导教师：张学军 2014 年3月28 日
开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效； 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）； 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告
二、国内外发展现状 虚拟加工过程仿真系统是虚拟制造的底层关键技术，包括几何仿真系统和物理仿真系统两大部分。几何仿真系统是将数控机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统当作一个刚性系统，不考虑系统的各种物理因素而建立的仿真系统，解决对加工过程直观的动态图形描述和精度检验。目前在几何仿真系统方面的研究出现了Pro/E、UG、MasterCAM等商业软件。 Pro/E是美国PTC公司开发的，采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，其工业设计方案可直接读取内部的零件和装配文件。提供刀具加工路径控制和工路径的创建，支持高速加工和多轴加工，并带有多种图形文件接口。UG／CAM是将数控虚拟加工仿真模块连接起来，从车削到复杂曲面的铣削，为用户提供了一个方便实用的仿真环境．在刀具移动过程中，用户既可基于图形编辑刀具路径，对其进行扩展、缩短或修改，同时还可定制出自己的菜单和对话框。MasterCAM是美国CNC公司产品，功能主要包括二维绘图、曲线、曲面加工、曲面设汁、点位加工、二轴到五轴铣削加工、数控车削、二轴到四轴的线切割、火焰切割和激光切割。其数控加工功能提供多种走刀方法，对加工路径的选择、干涉检查、加工时的进退刀方式、多曲面加工、粗精加工、刀具管理、毛坯材料管理、走刀模拟、测量等方面具有很强的功能。 在国内，几何仿真的研究成果典型的有CAXA是北京航空航天大学开发的CAD／CAM系列软件，功能与国外的CAD／CAM软件相似，是针对数控车床、数控线切割等机床开发的CAD／CAM软件，并且其三维CAD软件是目前国内CAD市场上性能价格比最高的三维零件设计软件．其他一些专门的数控虚拟加工仿真软件有：南京数控培训中心和上海天傲科技有限公司合作开发的TNS-Vvr2．0数控仿真系统；南京宇航自动化技术研究所开发的数控仿真软件；上海宇龙软件工程有限公司开发的数控仿真软件和由广州红地技术有限公司开发的V-CNC数控虚拟加工仿真教学软件等。这些仿真软件可以让用户交互式仿真数控机床的操作，具有与真实机床运动完全相同的二维或三维的加工仿真功能，可在计算机上对加工中的机床、刀具的切削运动以及工件余量去除过程获得真实感的动态显示，并进行过切与欠切检验以及机床、夹具与刀具的碰撞检验，在计算机上实现快捷有效的零件程序检验。其中，有些仿真软件还可进行简单的切削负荷和速度优化检验。 而物理仿真系统则是考虑整个工艺系统的动态特性对实际切削过程影响而建立
钛合金切削加工知识
首页>行业信息>行业信息> 合金磨削刀具-钛合金的切削加工 摘要：文件地点传真-上海500kV世博输变电工程设备采购招标混凝土机械设备-我国混凝土泵车的研发趋势器材行业企业-2008年是纺织机械发展预测除尘器粉尘气体-现代锅炉除尘设备简介控制器技术空调-我国将制定变频控制器标准终结市场混乱新产品功能水平-中联环卫机械公司五款新产品通过验收波兰装配 厂徐州-扩大欧洲市场份额徐工波兰装配厂落成叉车鸟巢开幕式-龙工叉车为奥运鸟巢极速“变装”出力(图)刀具加工刀片-Kennametal公司推出KB9640新刀具工程机械企业-工程机械租赁业发展前景广阔1．钛合金可分为哪几类?钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，合金,磨削,刀具,丝锥,切屑,砂轮,磨损,铰刀,硬质合金,温度, 1．钛合金可分为哪几类? 钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类： (1) α钛合金：它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。 (2) β钛合金：它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。 (3) α+β钛合金：它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。 三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+p钛合金次之，β钛合金最差。α钛合金代号为TA，β钛合金代号为TB，α+β钛合金代号为TC。 2．钛合金有哪些性能和用途？ 钛是一种新型金属，钛的性能与所含碳、氮、氢、氧等杂质含量有关，最纯的碘化钛杂质含量不超过％，但其强度低、塑性高。％工业纯钛的性能为：密度ρ=cm3，熔点为1800℃，导热系数λ=，抗拉强度 σb=539MPa，伸长率δ=25％，断面收缩率ψ=25％，弹性模量E=×105MPa，硬度HB195。 (1)比强度高：钛合金的密度一般在cm3左右，仅为钢的60％，纯钛的强度接近普通钢的强度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，见表7-1，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。 (2)热强度高：对于α钛合金，在350℃时TA6的巩达422MPa、TA7的σb达491MPa，在500℃时TA8的σb达687MPa；对于α+β钛合金，在400℃时TC4的σb达618MPa、TC10的σb达834 MPa，在450℃时TC6和TC7的σb均达589MPa、TC8的σb达706MPa，在500℃时TC9的σb达785MPa。这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，而铝合金在150℃时比强度明显下降。钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则在200℃以下。
轧制温度对TB6钛合金棒材组织和力学性能的影响
轧制温度对TB6钛合金棒材组织和力学性能的影响 发表时间：2017-05-26T09:34:54.720Z 来源：《基层建设》2017年4期作者：黄维鸽 [导读] 摘要:采用三辊螺旋轧机，在Tβ－40℃、Tβ－30℃和Tβ+160℃三种不同温度下对TB6钛合金棒材进行轧制，研究轧制温度对棒材组织和力学性能的影响。 新疆工业职业技术学院新疆乌鲁木齐 830022 摘要:采用三辊螺旋轧机，在Tβ－40℃、Tβ－30℃和Tβ+160℃三种不同温度下对TB6钛合金棒材进行轧制，研究轧制温度对棒材组织和力学性能的影响。研究结果表明，经Tβ－40℃轧制后的组织为等轴组织，Tβ－30℃轧制后的组织为双态组织，Tβ+160℃轧制后的组织为网篮组织;具有等轴组织和双态组织的TB6钛合金棒材的拉伸强度相当，均高于具有网篮组织的，而等轴组织的塑性与网篮组织的相当，但低于双态组织的;综合分析知，经Tβ－30℃轧制后的TB6钛合金棒材的综合力学性能最优。 关键词:轧制温度;TB6钛合金;显微组织;力学性能 引言 TB6钛合金(名义成分为Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr)是一种亚稳β钛合金，钼当量约19.6，在730℃即可发生α→β相变，通过处理后极限强度可达1400MPa以上，具有密度低、强度高、耐蚀、冷加工和抗疲劳性能优异等特点，常被用来制造弹簧、石油气管路控制装置和各类紧固件等。作为β型钛合金，TB6钛合金在加工过程中具有较好的冷成形能力，但是变形温度低往往会造成合金的微观组织破碎不充分，而变形温度过高则容易引起合金在高温下形成粗大晶粒。因此在生产TB6等β钛合金时，合适的轧制温度是保证合金棒材获得良好组织和力学性能的首要条件。本研究对比了不同轧制温度对固溶态和固溶时效态TB6钛合金棒材组织和性能的影响，以获得能够满足某零件对抗拉强度大于1300MPa、屈服强度大于1200MPa且延伸率大于10%要求的轧制温度;并对该轧制温度下生产的棒材进行了不同温度的时效处理，研究了TB6钛合金在不同时效制度下组织和性能的变化规律。 1、实验 实验所用原材料为北京航空材料研究院钛合金研究所经真空自耗熔炼炉三次熔炼得到的650kgTB6钛合金铸锭，其化学成分见表1。利用金相法测得相变点温度Tβ为795℃。铸锭经过锻造锻成 60mm棒坯，其组织为等轴组织，如图1所示。 三辊螺旋轧机是一种新型、高效和大压下量的轧制设备，螺旋轧制是局部循环加载的非封闭复杂体积变形过程。利用三辊螺旋轧机在Tβ－40℃、Tβ－30℃以及Tβ+160℃三种温度下将 60mm棒材轧制成 20mm棒材，轧制后对棒材进行固溶和时效处理，热处理制度为755℃×2h/WC+515℃×8h/AC。利用LEICADMI3000M光学显微镜对热处理后的棒材进行显微组织观察，INSTＲON5887万能材料试验机对热处理后的棒材进行室温拉伸性能测试，CamScan3100扫描电镜对拉伸断口进行分析，对比不同轧制温度对棒材组织和力学性能的影响。 2、结果与讨论 2.1轧制温度对显微组织的影响。钛合金棒材轧制过程中显微组织的变化与变形温度有密切关系，在相变点温度之上与相变点温度之下对棒材进行轧制会得到不同类型的显微组织。图2为经不同温度轧制后TB6钛合金棒材的显微组织。 经Tβ－40℃轧制后棒材的显微组织与原始组织基本相同，均为等轴组织，但轧制后的显微组织中α相含量有所减少，并且经大变形量变形后等轴α相的尺寸也有所减小。经Tβ－30℃轧制后棒材的显微组织为双态组织，由于变形温度进一步接近相变点，α相含量进一步减少，等轴α相长大，其中少量聚集长大成短棒状，尺寸比Tβ－40℃轧制后的大。经Tβ+160℃轧制后棒材的显微组织为网篮组织，轧制温度
机械制造技术课后习题参考答案(部分)
1-5 简述机械制造过程的基本组成。 首先，组成机器的每一个零件要经过相应的工艺过程由毛坯转变成为合格零件；其次，要根据机器的结构与技术要求，把某些零件装配成部件；最后，在一个基准零部件上，把各个零件、部件装配成完整的机器。 3-1金属切削过程的实质是什么？试述前角、切削速度改变对切削变形的影响规律。 金属切削过程的实质，是在机床上通过刀具与工件的相对运动，利用刀具从工件上切下多余的金属层，形成切屑和已加工表面的过程。 前角直接影响剪切角?。前角 γ增大，剪切角?也增大，变形 减小；前角还通过摩擦角β影响剪切角； 切削速度的影响切削速度提高时切削层金属变形不充分，第I变形区后移，剪切角?增大，切削变形减小；在积屑瘤的增长阶段，随切削速度的提高，积屑瘤增大，刀具实际前角 γ增大， 切削变形减小。而在积屑瘤减小阶段，随切削速度的提高，积屑瘤高度减小，实际前角 γ变小，切削变形又增大。 3-3什么是切削层？切削层的参数是如何定义的？ 切削加工时，刀具的切削刃从加工表面的一个位置移动到相邻的加工表面的另一个位置，两表面之间由刀具切削刃切下的一层金属层称为切削层。
过切削刃上选定点，在基面内测量的垂直于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称厚度； 过切削刃上选定点，在基面内测量的平行于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称宽度； 过切削刃上选定点，在基面内测量的切削层横截面面积，称为切削层公称横截面积； 3-4分别说明切削速度、进给量及背吃刀量改变对切削温度的影响。 在切削用量中，切削速度对切削温度影响最大，进给量次之，背吃刀量影响最小。因为，背吃刀量增大后，切削宽度也增大，切屑与刀具接触面积以相同比例增大，散热 条件显著改善；进给量增大，切削厚度增大，但切削宽度不变，切屑与前刀面接触长度增加，散热条件有所改善；切削速度提高，消耗的功增加，产生的热量增多，而切削面积并没有改变，所以切削是影响切削温度的主要因素。 3-5 刀具磨钝标准与刀具耐用度之间有何关系？确定刀具耐用度有哪几种方法？要提高刀具耐用度，前角和主偏角应如何变化？ 刃磨后的刀具，自开始切削到磨损量达磨钝标准为止的总切削工作时间，称为刀具耐用度。 确定刀具耐用度，可以用刀具寿命、达到磨钝标准前的切削路程或加工的零件数表示等方法。
钛合金的切屑加工工艺综述
科技论坛钛合金的切屑加工工艺综述 裴东王波 （中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300381 ）１钛合金的切屑加工特点钛合金材料由于具有比重小、强度高，特别是在300~400℃高温下仍具有极高强度和抗蚀性等特点，已经成为航空航天工业中最重要的工程材料之一，获得了越来越广泛的应用。 但是，钛合金又是一种典型的难加工材料，切削性能很差。与其它金属材料相比，钛合金有如下切削特点：1.1变形系数小。这是钛合金切削加工的显著特点，由于变形系数小于或接近于1，切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增大，加速刀具磨损。1.2切削温度高。由于钛合金的导热系数很小(只相当于45号钢的1/5～1/7)，切屑与前刀面的接触长度极短，切削时产生的热不易传出，切削温度很高。在相同的切削条件下，切削温度可比切削45号钢时高出一倍以上，造成刀具因磨损加剧而报废。1.3单位面积上的切削力大。主切削力比切钢时约小20％，由于切屑与前刀面的接触长度极短，单位接触面积上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同时，由于钛合金的弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产生弯曲变形，引起振动，加大刀具磨损并影响零件的精度。1.4冷硬现象严重。由于钛的化学活性大，在高的切削温度下，很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度，而且能加剧刀具磨损，是切削钛合金时的一个很重要特点。２切屑刀具的选择2.1刀具材料切削加工钛合金为降低切削温度和减少粘结，应选用高温硬度好、抗弯强度高、导热性能好、与钛合金亲和性差的刀具材料。高速钢由于高温硬度低，耐热性差一般不作选择，但在其中参杂钒、 钴和铝等对高速钢进行改性后得到的高钒高速钢(如W12Cr4V4M o)、高 钴高速钢(如W2M o9Cr4VCo8)或铝高速钢(如W6M o5Cr4V2Al 、M 10M o4Cr4V3Al)等刀具材料，却适于制作切削钛合金的钻头、铰刀、 立铣刀、拉刀、丝锥等刀具。硬质合金刀具应该是较为理想的选则，但其中YT 类硬质合金会与钛合金产生剧烈的亲和作用，加剧刀具的粘结磨损，不宜用来切削钛合金；YG 类硬质合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X 等都是切屑钛合金的较好选择，一般适用于小批量产品的加工。为了满足大批量钛合金产品的加工，最好选择有耐高温涂层的硬质合金刀具，减少由于刀具磨损而必须进行的换刀操作，提高加工效率。2.2刀具参数2.2.1前角γ0：钛合金切屑与前刀面的接触长度短，前角较小时既可增加刀屑的接触面积，使切削热和切削力不至于过分集中在切削刃附近，改善散热条件，又能加强切削刃，减小崩损的可能性。 一般取γ0=5°～15°。2.2.2后角α0：钛合金已加工表面弹性恢复 大、冷硬现象严重，采用大后角可减小对后刀面造成的摩擦、粘附、 粘结、撕裂等现象，以减小后刀面的磨损。各种切削钛合金刀具的后角基本上都大于等于15°。2.2.3主偏角κr 和副偏角κ'r ：切削钛 合金时切削温度高、 弹性变形倾向大，在工艺系统刚性允许的条件下，应尽量减小主偏角，以增加切削部分的散热面积和减小切削刃单位长度上的负荷，一般采用κr =30°，粗加工时取κr =45°。减小 副偏角可以加强刀尖，有利于散热和降低加工表面粗糙度值，一般 取κ'r =10°～15°。2.2.4刃倾角λs ：由于毛坯有硬皮和表层组织不均匀，粗车时切削刃容易崩损，为了增加切削刃的强度和锋利程度，应加大切屑的滑动速度，一般取λs =-3°～-5°，精车时λs =0°。2.2.5刀尖圆弧半径r ε：切削钛合金时刀尖是最薄弱的部分，容易崩掉和磨损， 需磨出刀尖圆弧， 一般r ε=0.5～ 1.5mm 。车削时采用负倒棱(b γ=0. 03～0.05mm ， γ01=-10°～0°)， 断(卷)屑槽的槽底 圆弧半径R n =6～8 mm 。 ３切屑参数的选择 钛合金切削加工时，切屑参数的选择一般以采用较低的切削速度、较大的切削深度和进给量为原则。较低的切削速度能够有效降 低切屑刃的温度。有实验数据表明切屑刃在高温段的寿命相比低温段呈现非线性的急速下降，因此降低切屑速度能够延长刀具使用寿命， 提高加工效率。较大的切削深度能够使刀刃避免由于钛合金变形系数小，使前刀面上的滑动摩擦路程大大增大而造成的刀具磨损。同时由于冷硬现象的存在，较大切削深度使刀刃完全进入被切 削的钛合金表面内，有效以防止产生磨损或崩刃现象。 3.1切削速度Vc ：切削速度对刀具耐用度影响最大，最好能使刀具在相对磨损最小的最佳切削速度下工作。切削不同牌号的钛合金，由于强度差别较大，切削速度应在刀具厂商提供的最佳切屑速 度的基础上通过试切试验适当调整。 3.2进给量f ：进给量对刀具的耐用度影响较小，在保证加工表 面粗糙度的条件下，可选较大的进给量，一般取f=0.1～0.3mm/r 。 进给量太小， 使刀具在硬化层内切削，增加刀具磨损，同时极薄的切屑在高的切削温度下容易自燃，因此不允许f<0.05mm/r 。3.3切削深度αp ：切削深度对刀具耐用度的影响最小，一般选用较大的切削深度， 这样不仅可以避免刀尖在硬化层内切削，减小刀具磨损， 还可增加刀刃工作长度，有利于散热，一般取αp =1～5mm 。４切屑液的选择 切削钛合金时，最大的问题就是切屑温度过高对刀具寿命的影响。为了降低切削温度，必须向切削区域内浇注大量的以冷却作用为主的切削液。 切削液应满足导热系数大、比热大、热容量大、汽化热大、汽化速度快、流量大、流速快等要求。一般说来，水比油的导热系数大 3～5倍，比热大1倍，汽化热几乎大10倍左右，故用水溶性切削液 较为合适。车、铣削钛合金时，常采用乳化液，或采用有极压添加剂的水溶性切削液。 极压乳化剂的配方见表1。极压添加剂的水溶性切削液的配方为见表2。对于钻孔、扩孔、铰孔、拉削、攻丝等工序，应该采用润滑作用较大的极压可溶性油作切削液， 如蓖麻油、油酸、硫化油、氯化油等。冷却润滑的方法最好采用高压喷雾冷却法、高压内冷却法等，这样才可起到良好的冷却、润滑作用。切削液流量不少于15～20L ／min 。 结束语钛合金的切屑加工时除了合理的选择刀具、切屑参数和切屑液等， 同时还应注意切削加工中不能停止走刀，避免引起钛合金的加工硬化而损坏刀具，特别是在铣屑加工时还应多采用顺铣方式， 有效降低刀刃温度。 这些工艺措施的采用都能有效的延长切屑刀具的寿命，极大提高钛合金的切屑加工效率。摘要：论述了钛合金材料在切屑加工过程中的特点，分析了刀具、切屑参数和切削液等方面对钛合金切削加工的影响，总结了适于钛合金加工的切屑加工工艺。 关键词：钛合金；切屑；工艺；刀具；切屑液 95··