TC4钛合金高效深磨磨削力及比磨削能特征研究
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
磨削加工的发展趋势论文
磨削加工的发展趋势 王哲 （北京石油化工学院机械工程学院，机G111班） 摘要多年以来随着我国制造业技术水平的不断发展进步，机械制造业有了长足的发展，磨削加工作为机械制造业金属切削加工方法中的一种，有着不可替代的位置及十分重要的作用，相对于早期的磨削加工技术，今天的金属磨削加工技术有了很大的变化，无论是从材料性质，刀具材料以及磨削加工技术等都有了很大的发展变化，本文主要就磨床磨削加工及发展趋势做简单的介绍。 关键词超高速磨削相关技术；数控磨床；精密磨削；刀具材料 1引言 对于目前机械加工领域磨削加工技术发生的变化，磨削加工技术的发展变化，本文作了简要的论述，磨削加工技术的主要发展方向是自动化、集成化、高速化、精密化等方向发展，分别对应的数控磨床、超高速磨削技术、精密磨削技术，此外刀具材料也发生了很大的变化，向能够耐高温、可用于高速加工等。本文主要引用近几年发表的文献，对于研究磨削加工技术发展有一定的帮助，本文就几个磨削加工的主要发展方向作简要的论述。 在机械制造中，有许多金属加工方法，例如切削加工、电加工、冷冲压、铸造、锻造、焊接、粉末冶金、化学加工和特种加工等。金属切削加工时利用切削刀具在工件上切除多余的金属层，从而获得具有一定的尺寸、形状、位置和表面质量的机器零件的一种加工方法。他已被广泛应用于生产实践中。金属切削机床是用切削方法将金属毛坯加工成机器零件的机床。在各类机械制造部门所拥有的装备中，机床占百分之五十以上，所负担的工作量占总加工量的一半以上，机床的技术水平高低直接影响机械产品的质量和零件制造的经济性。 我们对于磨削技术发展应该有一个简单的了解，一般来讲，按砂轮线速度的高低将磨削分为普通磨削和高速磨削以及超高速磨削。按磨削精度将磨削分为普通磨削、精密磨削、超精密磨削。按磨削效率将磨削分为普通磨削、高效磨削。高效磨削包括高速磨削、超高速磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削、快速短行程磨削、高速重负荷磨削。[2]高速高效磨、超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快，如德国的Aachen大学、美国Connecticut大学等，有的在实验室完成了V为250m/s、350m/s、400m/s 的实验。据报道，德国Aachen大学正在进行目标为500m/s的磨削实验研究。在实用磨削方面，日本已有200m/s的磨床在工业中应用。在我国对高速磨削及磨具的研究已有多年的历史，如湖南大学在70年代末期便进行了80m/s、120m/s的磨削工艺实验，前几年某大学也计划开展250m/s的磨削研究。在实际应用中，砂轮线速度，一般还是45m/s-60m/s。[2]对于磨削加工是一种常用的半精加工和精加工方法，砂轮是磨削的切削工具，磨削是由砂轮表面大量随机分布的磨粒在工件表面进行滑擦、刻划和切削三种作用的综合结果。磨削的基本特点如下：
钛合金低倍试样的磨削工艺研究
现代制造工程!""#（$） 钛合金低倍试样的磨削工艺研究 李淑芬!郭庚萍 摘要!根据钛合金低倍试样的机加工精度要求和材料的机加工特点的分析及反复试验研究，合理选择磨削用量、砂轮的参数与修整、工件的装夹、冷却液等，加工出符合钛合金低倍性能标准要求的试样，解决了该材料磨削难的问题。关键词：钛合金!低倍试样!磨削 中图分类号："#$%!文献标识码：&!文章编号：’($’—)’))（*++,）+’—++$*—+* !!钛合金低倍试样是为微观上研究分析其晶粒度大小试验使用的，一般只研究其表层’!-深的晶粒度情况。试样的几何面积均很大，尺寸范围为$+++.’**,++--*，要求它的表面机加工精度高，表面粗糙度要求!"+/%.+/0!-；且表面一定不能有烧伤、气孔、划伤等。由于钛合金本身具有导热系数低、化学活动性大、亲和性大、粘附等特点；在机加工过程中极易出现表面烧伤、划伤、扎刀等情况。因此，要加工出符合钛合金低倍性能试样标准规定的形位公差及表面质量，就必须合理地选择磨削用量、砂轮的牌号、硬度、粒度及修整、工件的装夹以及磨削液。 ’!砂轮选择及其修整 ’/’!砂轮的选择 钛合金磨削时，磨削比很低，且磨粒顶部与钛合金产生粘结现象，砂轮磨损严重，为了恢复砂轮的锐利程度和正确的表面形状，提高劳动生产率，在车间现有情况下，选择绿碳化硅和氧化铝混合磨料砂轮。砂轮参数为：直径),+--，宽度%+--，粒度’++1，硬度等级2。 砂轮的粒度细，单颗粒负荷相应减少，不易钝化，砂轮自锐性好，砂轮外形保持性好，切削平稳，且砂轮耐用度高。’/*!砂轮的修整 首先用修整器把砂轮圆周工作面及两侧修成约!,.!0的圆弧边，然后在砂轮圆周上开数量、宽度、深图’!砂轮的修整形状 度一定的不等距沟槽。具体尺寸如图’所示。该方法能改善砂轮的自锐性，使得钝化的砂粒及时脱落，保持砂轮在磨削过程中应有的磨削能力；减少磨削热量，并且还能通过砂轮的沟槽带走部分热量，减少砂轮与工件之间的接触面积和时间，改善磨削区域的散热条件，能有效防止工件表面烧伤和裂纹。另外，砂轮圆周工作面两侧修成!,.!0的圆弧，能很好地避免砂轮划伤工件，也减少砂轮与工件的接触面积，降低磨削温度，可有效地防止表面烧伤和裂纹。尤其应注意，精修砂轮时，一定不能光修，否则更易产生工件烧伤。修整用量如表’所示。 表’!磨削钛合金的砂轮修整量 修整用量 粗修精修切削深度3--进给速度3（--?45’） +/+*.+/+)’+.*+ +/+’.+/++,+/+0.+/+, *!磨削用量的选择 由于磨削过程中，砂轮表面与钛合金之间存在较严重的粘附现象，使磨削力增大，磨削温度高，当磨削温度到一定值时，表面热应力很大，会出现磨削裂纹；而钛合金导热性差，热量来不及传入工件深处，瞬时集聚在很薄的表层，磨削区温度有时在’+++6以上，在瞬时高温作用下，工件表面易烧伤，而钛合金磨削烧伤的重要表现形式之一是工件表层富碳和富氧，这一点经过定量分析能更清楚地表明，如图*所示烧伤表层碳、氧含量很高，尤其在极薄层，其成分几乎全是碳和氧。由此可知，控制与降低磨削温度是保证质量的重要环节。而磨削温度又直接受磨削用量的影响，砂轮 图*!工件烧伤表层元素分布线速度#$增高，磨削温度相应上升，易发生烧伤；磨削深度"%越大，工件表面温度越高。因此宜选较小的"%，但"%过小 时，则导致磨削时滑擦与 图)!表面残余应力!与!!!表面深度&关系! 刻划能量的增加，反而更易引起表面烧伤。因此，钛合金精磨削时，一定不能光磨。图)所示的是绿碳化硅和氧化铝混合 磨料砂轮选用不同组合切削参数磨削钛合金表 * $!工艺与工艺装备! 万方数据
先进磨削技术的发展
先进磨削技术的新发展 摘要：磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法，磨削与车、铣削在常规加工材料上竞争可能难分高下。尽管硬车削已经替代了很多磨削加工，但由于粘结技术的进步、高级磨料的应用，磨削依然保持强势。作为先进制造技术中的重要领域，磨削加工技术已在机械、国防、航空航天、微加工、芯片制造等众多领域得到广泛应用。磨削加工的发展趋势正朝着采用超硬磨料、磨具，高速、高效、高精度磨削工艺及柔性复合磨削、绿色生态磨削方向发展。如今磨削加工的发展趋势，主要包括高速磨削、超高速磨削、精密和超精密磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削及绿色磨削技术。我们也需要了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技术的发展前景。 关键词：磨削精密磨削高效磨削超高速磨削 正文：磨削加工技术是利用磨料去除材料的加工方法，也是人类最早使用的生产技艺方法。18世纪中期世界上第一台外圆磨床问世，由石英石、石榴石等天然磨料构成，随后又研制出平面磨床。20世纪40年代末，人造金刚石出现；1957年立方氮化硼研制成功；随着磨削技术的发展，特别是超硬磨料人造金刚石砂轮与立方氮化硼党的应用，磨削加工范围日益增大，磨削加工精度和加工效率也不短提高。 磨削技术发展趋势 如今磨削加工技术正朝着高速化，精细化方向发展。因此，我们了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技术的发展前景是很有必要的。主要包括高速磨削、超高速磨削、精密和超精密磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削及绿色磨削技术 首先了解一下精密及超精密磨削机理，精密磨削一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮，主要用金刚石修整刀具以极小而又均匀的微进给（10～15mm/min）对砂轮进行精细修整，以获得众多的等高微刃，加工表面的磨痕较细，加工过程中，由于微切削、滑移、摩擦等综合作用，加工工件达到了小的表面粗糙度值和高的精度要求。超精密磨削则采用较小的修整导程和较小的背吃刀量修整砂轮，靠超细微磨粒等高微刃的磨削作用进行磨削加工。现在我们就对以上提到的磨削技术详细了解一下。 高效磨削技术 高效磨削是一种先进的制造技术，在其不断的发展中达到了一个崭新的水平。所谓高效磨削，是指加大磨削负荷或提高砂轮线速度，增加单位时间金属比切除率和单位时间的金属去除量，以达到和车削、铣削那样高的金属切除率，或者甚至更高。高效磨削主要包括高速磨削、缓进给磨削、高效深磨和砂带磨削，现已成为磨削加工技术发展的总体趋势。高效磨削技术的大力推广可有效地提高磨削效率、加工质量、砂轮耐用度，并降低生产成本。 缓进给磨削 缓进给磨削是继高速磨削之后发展起来的一种高效加工方法，对成型表面的加工有显著的成效。缓进给磨削是强力磨削的一种，又称深切缓进给磨削或蠕动磨削。缓进给磨削与普通磨削的不同在于采用增大磨削深度、降低磨削速度、砂轮与工件有较大的接触面积和高的速度比，达到很高的金属切除率。磨削工件时，只需经过一次或数次行程即可磨到所需的形状和尺寸精度。由于砂轮的磨削深度大，致使砂轮与工件的接触面积加大，有效抑制了磨削时振动的产生，磨
磨削技术的发展及关键技术
磨削技术的发展及关键技术 周志雄，邓朝晖，陈根余，宓海青 （湖南大学，长沙市，410082） 1 磨削技术发展概述 一般来讲，按砂轮线速度V s的高低将磨削分为普通磨削（V s V45 m/s）、高速磨削 （45
TC6钛合金锻件
航空用TC6钛合金锻件 1.范围 1.1主题内容 本规范规定了飞机结构用TC6钛合金自有锻件和模锻件（以下简称锻件）的分类、技术要求、试验方法、验收规则、质量保证规定和交货准备等。 1.2适用范围 本规范适用于截面厚度不大于200mm的TC6钛合金通用类锻件。 1.3分类 1.3.1根据零件的受力情况、重要程度和工作条件及材料和冶金工艺因素的不同，锻件分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类： Ⅰ类锻件需逐件进行力学性能试验； Ⅱ类锻件选择性进行力学性能试验； Ⅲ类锻件只进行硬度试验。 1.3.2 锻件的类别根据需方要求确定，并注明在图样上。 2．引用文件 GB/T 228 金属拉伸试验方法 GB/T 229 金属夏比形缺口冲击试验方法 GB/T 231 金属布氏硬度试验方法 GB/T 3620.2 钛及钛合金加工产品化学成分及成分允许偏差 GB/T 4161 金属材料平面应变断裂韧度K1C试验方法 GB/T 4338 金属高温拉伸试验方法 GB/T 4698 海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 GB/T 5168 两相钛合金高低倍组织检验方法 GB/T 6395 金属高温拉伸持久试验方法 GB/T 6397-1986 金属拉伸试验试样 GB/T 8180 钛及钛合金加工产品包装、标志、运输和贮存 HB 5432-1989 飞机用TC4钛合金锻件 11-CL-058A 11号工程用TC6钛合金棒材和锻坯技术条件 3 要求 3.1 材料 3.1.1 用于制造锻件的铸锭应采用真空电弧炉熔炼，熔炼次数应不少于两次，最后一次熔炼稳定阶段的炉内压强应不大于5Pa。 3.1.2 自耗电极禁止使用钨极氩弧焊焊接。 3.1.3 原材料应符合11-CL-058A的技术要求。 3.2 化学成分 3.2.1 锻件的化学成分应符合11-CL-058A的规定。 3.2.2 订购方从产品上取样进行化学成分复验分析时，其成分允许偏差应符合GB/T 3620.2的规定。 3.3 供应状态 锻件在热处理状态下经吹砂酸洗后供应。具体热处理状态应在合同中注明。 3.4力学性能 3.4.1锻件退货状态的室温力学性能和高温力学性能应分别符合表1和表2的规定。锻件
磨削平面
湖南省娄底技师学院 实习教学教案 教师姓名：刘联盟
一、任务引入 机器零件除了圆柱、圆锥表面外，还经常由各种平面图组成。例如V型铁的两侧面，如图1所示： 钳工加工小型工件之前，有时需要用V型块侧面作靠山来划线。该侧面必须要有一定的表面粗 糙度要求和平面度要 求，如果表面粗糙度和 平面度不符合要求，则 会影响工件已加工表 面质量和划线精度。所 以，为了加工出合格的 零件，须理解平面磨削 的形式、特点；通过实践操作要掌握平面磨削的操作步骤、工件的装夹方法、平面精度的检验以及工件的常见缺陷形式。 本次课题的任务是磨削加工矩形工件的二面，如图2 二、任务分析 图2为垫铁工件，材料45钢，经淬火硬度40—45HRC，厚度10mm，需要磨削表面的平面图度为0.015mm,表面粗糙度为Ra0.8um。平面加工的方法比较多，常见的平面图铣削加工。对于淬硬材料用铣削方式加工不合适，是由于刀具材料的硬度比加工材料的硬度低；所以常用磨削的加工方法，而且经磨削
过的工件表面质量比铣削加工质量高。 三、相关知识 1、平面磨削的形式圆周磨和端面磨 1）圆周磨：利用砂轮的圆周面进行磨削。 工件与砂轮的接触 面积小，发热少，排屑与 冷却情况好，因此加工精 度高，但生产率低，在单 件小批生产中应用较广。 2）端面磨：利用砂轮的端面进行磨削。 1）砂轮轴立式安装，刚性好，可采用较大的切削用量，而且砂轮与工件的接触面积大，故生产率高。 2）但精度较周磨差，磨削热较大，切削液进入磨削区较困难，易使工件受热变形，且砂轮磨损不均匀，影响加工精度。
平面磨削常作为刨削或铣削后的精加工，特别是用于磨削淬硬工件，以及具有平行表面的零件（如滚动轴承环、活塞环等）。 经磨削两平面间的尺寸公差等级可达IT6～IT5级，表面粗糙度R a值为 0.8～0.2μm。 2、平面磨床的磨削方法 在平面磨床上磨削平面有圆周磨削(图1—14a，c)和端面磨削(图1—14b，d)两种形式。卧轴矩台或圆台平面磨床的磨削属圆周磨削，砂轮与工件的接触面积小，生产效率低，但磨削区散热、排屑条件好，因此磨削精度高。 卧轴矩台平面磨床磨削平面的主要方法如下： 1）．横向磨削法(图1—16) 每当工作台纵向行程终了时，砂轮主轴作一次横向进给，待工件表面上第一层金属磨去后，砂轮再按预选磨削深度作一次垂直进给，以后按上述过程逐层磨削，直至切除全部磨削余量。 横向磨削法是最常用的磨削方法，适于磨削长而宽的平面，也适于相
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。
钛及钛合金锻造生产工艺规程汇总
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本工艺规程适用于真空熔炼的钛及钛合金铸锭经加热、锻造、机加工等工序而制成棒坯、棒材、板坯、饼环材的生产，制定了每个生产工序的工艺制度和管理要求。 1简明工艺流程见表1。 2铸锭的准备 2.1生产工艺员在接到生产作业计划后,要仔细对计划部分内容进行审核,如有问题,及时和计划员沟通,确定无误后,方可编制生产工艺。并通知相关人员到库房领料。 2.2领料人员应根据GB/3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分及化学成分允许偏差GB/3620.2及企标的有关规定，核对铸锭合格证，并核对合金牌号、锭号、规格和重量是否与实物相符，确认无误后，再进行转料。 2.3 铸锭转入锻造厂房应摆放整齐，将标识摆放于易看到的方位或用金属（记号笔）在铸锭的两端或表面将锭号明显标出。 2.4生产工艺员在投料前应仔细研究产品所执行的技术标准，保证其化学成份能满足该产品的技术要求。否则，不能投料。 2.5铸锭转入锻造车间后炉工在装炉前必须对铸锭进行涂层，涂层时将铸锭用垫木或导辊垫起，并将铸锭表面的杂脏物、油污用清洗剂擦洗干净后再涂防氧化涂层。 2.6涂层时将写锭号的地方不要涂,以便装炉前确认锭号是否正确。 2.7涂层的厚度应控制在0.2～0.4㎜。涂层后必须干透即24小时后方可装炉
铸锭 ↓ 涂层 ↓ 加热 ↓ 锻造 ↓ ↓↓↓ 打磨刨面打磨 ↓↓↓ 加热修磨加热↓↓↓ 锻造检查锻造↓↓↓ 热处理称重刻口↓↓↓ 机加板坯锯切↓↓ 探伤平头倒角↓↓ 取样 ↓↓ 检查 ↓↓ 修磨 ↓↓ 检查热处理↓↓ 称重机加↓↓ 包装探伤↓↓ 棒材取样 ↓ 检查 ↓ 称重 ↓ 包装 ↓ 饼环材
磨削加工及无心磨床的应用
引言 机械制造工业为国民经济建设提供机械装备。机械装备中绝大部分零件在生产过程中都需要切削加工，如通过车、铣、刨、钻、磨等方面，最后使零件获得合格的形状、尺寸和精度。而磨削加工是用来提高零件精度的重要工艺方法之一。随着工业技术的发展，对产品质量的要求越来越高，磨削工艺在机械加工中起着极为重要的作用。从某种意义上讲，一个国家的磨削工艺水平标志着这个国家机械加工的水平。随着机械产品质量的不短提高，磨削工艺也将不短发展和完整。 1 磨削技术发展概述 我国对高速磨削及磨具的研究已有多年的历史,如湖南大学在70年代末期便进行了80m/s,1 20 m/s的磨削工艺实验;前几年,某大学也计划开展250 m/s的磨削研究(但至今尚未见到这方面的报道),所以说有些高速磨削技术还只是实验而已,尚未走出实验室,技术还远没有成熟,特别是超高速磨削的研究还开展得很少.在实际应用中,砂轮线速度Vs一般还是45～60 m/s. 一般来讲,按砂轮线速度Vs的高低将磨削分为普通磨削(Vs<45 m/s),高速磨削(45≤Vs<150 m/s),超高速磨削(Vs≥150 m/s).按磨削精度将磨削分为普通磨削,精密磨削(加工精度1 μm～0.1 μm,表面粗糙度Ra0.2 μm～0.1 μm),超精密磨削(加工精帡<0.1 μm , 表面粗糙度Ra≤0.025 μm).按磨削效率将磨削分为普通磨削,高效磨削.高效磨削包 括高速磨削,超高速磨削,缓进给磨削,高效深切磨削(HEDG ,砂带磨削,快速短行程磨削,高速重负荷磨削. 高速高效磨削,超高速磨削在欧洲,美国和日本等一些工业发达国家发展很快,如德国的Aa chen大学,Bremm大学,美国的Connecticut大学等,有的在实验室完成了Vs为250 m/ s,350 m/s,400 m/s的实验.据报道,德国Aachen大学正在进行目标为500 m/s的磨削实验研究.在实用磨削方面,日本已有Vs=200 m/s的磨床在工业中应用. 国内外都采用超精密磨削,精密修整,微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削的研究,以获得亚微米级的尺寸精度.微细磨料磨削,用于超精密镜面磨削的树脂结合剂砂轮的金刚石磨粒平均直径可小至 4 μm.日本用激光在研磨过的人造单晶金刚石上切出大量等高性一致的微小切刃,对硬脆材料进行精密磨削加工,效果很好.超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要用于磨削难加工材料,精度可达0.025 μm.日本开发了电解在线修整(ELID)超精密镜面磨削技术,使得用超细微(或超微粉)超硬磨料制造砂轮成为可能,可实现硬脆材料的高精度, 高效率的超精密磨削.作平面研磨运动的双端面精密磨削技术,其加工精度,切除率都比研磨高得多,且可获得很高的平面度.电泳磨削技术也是一种新的超精密及纳米磨削技术. 随着磨削技术的发展,磨床在加工机床中也占有相当大的比例.据1997年欧洲机床展览
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。
深切缓进磨削-机械工人切削实用技术手册
机械工人切削实用技术手册 长度一致的传动带" #&$调整轴承间隙并提高有关零部件接触精度"轴承间隙要调整合适"选择较好的砂轮架导轨形式!如采用塑料贴面导轨与滚柱导轨等"滚柱导轨的导轨面应有良好的接触精度!滚柱本身也应有较高的精度"头架%尾座顶尖的莫氏锥度要接触良好!进给机构要消除间隙等" #’$提高机床抗振性能!加大整个系统的刚度" #($隔离外来振源!采取隔振措施"如在机床周围开防振沟槽!机床远离振动较大的设备及在砂轮电机底座与垫板之间垫弹性木板或硬橡胶等" #六$超高速磨削 磨削速度在"8)/(-以上的磨削称超高速磨削"超高速磨削可大幅度提高磨削效率%延长砂轮寿命和降低加工表面粗糙度!可以对硬脆性材料实现延性域磨削!对高塑性和难磨材料也有良好效果" 在超高速外圆磨床上可将毛坯直接磨成曲轴!每分钟可磨除&X L金属"在普通磨削速度下!磨削镍基高温合金!磨削力随磨除率提高而迅速增加"由于受砂轮磨损和热损伤的限制!镍基合金只能在低磨除率条件下进行磨削"但在&"()/(-的磨削速度下!磨削力随磨除率提高而增加很少!所以进给速度可提高.)倍#普通磨削进给速度不超过"/(/12$!磨除率大大提高!同时不发生热损伤" 国外在实验室已开发出磨削速度达8))/(-的超高速砂轮"陶瓷结合剂E>D砂轮磨削速度可达".)/(-"成形磨削可用金刚石滚轮修整成形!磨削形面精度可达I)%))8//)钢轮体电镀E>D砂轮!磨削速度在!)%&))/(-)单层高温钎焊E>D砂轮的材料磨除率高于电镀E>D砂轮!砂轮磨耗小!寿命长!磨削速度可达’))/(-以上)铸铁基金刚石微粉砂轮!可用电解在线修整法#9G Z@$整形!适用于玻璃%陶瓷等硬脆非金属材料的超高速精密磨削" 六!深切缓进磨削 为了充分利用设备能力!提高磨削的生产效率!可以提高砂轮的线速度!加大进给速度!来达到较大的金属切除率!这就是前面所介绍的高速磨削"也可通过大幅提高磨削深度#每次可达几十毫米$!同时降低进给速度的方法!来提高磨削加工效率"这种高效磨削方法被称为深切缓进强力磨削!也有人称之为缓进磨削%全深磨削%蠕动磨削或铣磨法"这种高效磨削方法目前在生产中已得到较多应用"这是由于深切缓进磨削可以将铸%锻毛坯不经其他切削加工!直接磨出零件所要求的表面形状和尺寸"特别适合于加工各种成形表面和沟槽!如燃气轮机和航空发动机的叶片根槽%连杆齿形结合面% ! & $
磨削过程残余应力
1 磨削表面残余应力的形成机理 塑性凸出效应的影响 磨削时，由于磨粒切刃具有大的负前角，变形区的塑性变形非常严重，在磨粒刃尖前方区域将形成复杂的应力状态。在磨粒切刃刚走过的表面部分上，沿表面方向出现塑性收缩、而在表面的垂直方向出现拉伸塑性变形——这就是塑性凸出效应，结果磨削表面出现残余拉应力。 挤光作用的影响 在切削加工过程中，刀具和工件之间会产生作用力。垂直于被加工表面的作用力和由此产生的摩擦力一起对被加工表面产生挤光作用。当刀刃不锋利或切削条件恶劣时，挤光作用的影响更为明显，挤光作用会使零件表面产生残余压应力。 热应力的影响 磨削时，磨削表面层在磨削热的作用下产生热膨胀，而此时基体温度较低，磨削表面层的热膨胀受到基体的限制而产生压缩应力。当表面层的温度超过材料的弹性变形所允许的温度时，表面层的温度下降至与基体温度一致时，表面层产生残余拉应力。 磨削液冷却效应 磨削过程中，由于磨削液的使用，磨削表面层在冷却过程中会产生一个降温梯度，它与热应力的影响刚好相反，它可减缓由热应力造成的表面残余拉应力。 磨削过程中，除了上述影响残余应力的因素外，还有表面层的二次淬火及表层的回火现象。 2 磨削表面残余应力数学模型的建立 通过上述分析可知，影响磨削表面残余应力的主要因素可归纳为：磨削力、磨削温度和磨削液的冷却性。力和温度是磨削过程中产生的两种磨削现象，直接对残余应力产生影响；而磨削液对残余应力的影响，一方面是通过表面的降温过程直接产生的，另一方面是通过对力和温度的影响间接产生的。本文试图通过对力和温度的试验数据，以及磨削表面二维残余应力
测试数据的数学处理，给出一种反映力、温度和磨削液的冷却性能与表面残余应力关系的数学模型。数学模型中应包括上述影响磨削表面残余应力的因素，即 σRT=σF+σR+σL 式中：σRT——磨削表面残余应力 σF——磨削力的影响 σR——磨削温度的影响 σL——磨削液冷却性能的影响 1) 磨削力与残余应力关系的数学模型 首先依据图1所示的模型来分析残余应力与塑性变形之间的关系。图1a为自由状态下的两个弹簧，图1b为两个弹簧被放入刚性板之间的状态。根据平衡条件可得出 N=k1k2(l1-l2)/(k1+k2) 式中：N——两个弹簧被放入刚性板后弹簧的内力 l1、l2——两个弹簧在自由状态下的长度 k1、k2——两个弹簧的弹性系数 l1-l2可看作是本文意义上的塑性变形。从上式中可得出，内力与塑性变形呈正比，即残余应力与塑性变形呈正比。 图1 残余应力与塑性变形关系模型 图2为应力σ与应变ε关系的简化模型。从图中可知 εB=(σB-σS)/E1+εSε＇A=εB/E
钛合金磨削参数设计
钛合金磨削工艺参数的优化设计钛合金以其强度高，重量轻，耐热性好和具有良好的抗腐蚀性等优点，被人们誉为“未来的钢铁”，目前已被广泛应用于航空航天，造船化工等工业部门。但是，钛合金的导热系数小，粘附性强，抗氧化能力低，致使磨削性能差。即使采用特制的砂轮磨削钛合金，其表面粗糙度也只能达到Ra大于0.6um，即相当于6~7，为了进一步降低表面粗糙度，现用稳健参数设计方法优化钛合金磨削工艺参数。 实验目的：优化钛合金磨削工艺参数，将表面粗糙度降至0.2um 以下。 质量特性：表面粗糙度Ra最小，为望小特性。 试验指标：以望小特性选定性噪比?，则?越大越好。 1试验计划的制定 （1）制订可控因子水平表，即： A:工件转速 B：修正砂轮似的走刀量 C：工件纵向走刀量 D：磨削深度 选取可控因子水平，见下表： 钛合金磨削工艺试验的可控因子水平表 （2）确定综合误差因子。
N`1：标准条件 N`2：正侧最坏条件。 钛合金磨削工艺参数实验结果数据表 下面是用Minitab分析的过程； 田口正交表设计 L9(3**4) 因子: 4 试验次数: 9 列 L9(3**4) 阵列 1 2 3 4 田口分析:C5, C6, C7, C8 与 A, B, C, D 信噪比响应表 望小 水平 A B C D 1 -35.56 -35.2 2 -35.22 -35.22 2 -38.06 -35.22 -35.2 3 -35.22 3 -32.0 4 -35.22 -35.22 -35.22 Delta 6.02 0.00 0.00 0.00 排秩 1 4 2 3
田口分析:C5, C6, C7, C8 与 A, B, C, D 信噪比响应表 望小 水平 A B C D 1 -35.56 -35.2 2 -35.22 -35.22 2 -38.06 -35.22 -35.2 3 -35.22 3 -32.0 4 -35.22 -35.22 -35.22 Delta 6.02 0.00 0.00 0.00 排秩 1 4 2 3 均值响应表 水平 A B C D 1 30.50 30.49 30.2 2 30.50 2 40.50 30.50 30.84 30.50 3 20.50 30.50 30.43 30.50 Delta 20.00 0.02 0.62 0.00 排秩 1 3 2 4 均值主效应图 信噪比主效应图 田口分析:y1, y2 与 A, B, C, D 信噪比响应表 望小 水平 A B C D 1 13.46 14.00 15.24 13.22 2 13.8 3 12.88 12.12 13.07 3 13.41 13.81 13.3 4 14.40 Delta 0.42 1.12 3.12 1.33 排秩 4 3 1 2
平面磨床技能鉴定理论试题 含答案
一、选择题： 1.砂轮圆周转速很高，外圆磨削和平面磨削时其转速一般在（C）M/S左右。 A.10~15 B.20~25 C.30~35 D.40~45 2.砂轮静平衡时，若砂轮来回摆动不停，此时砂轮的不平衡量必在（C） A.上方 B.中间 C.下方 D.已经平衡 3.平面磨削中，当砂轮与工件有相对振动时，会出现（C）花纹。 A.直线 B.螺旋 C.菱 D.无花纹 4.平面磨削时，砂轮表面与工件之间有沙粒及脏物，最容易使工件表面（C） A.烧伤 B.成直线刮迹 C.拉毛、划伤 D.弄脏工件 5.磨削薄片工件时应采取（C）的工作台众向速度。???? ?A、较小????B、中等??????C、较大 D、均可 二、填空题： 1.平面磨床工作台的（两端或四周）应设防护栏板，以防被磨工件飞出。 2.砂轮结构的三要素是指：（磨粒）、（结合剂）、和（网状间隙）。 3. 切削液有以下四个作用：（冷却）、（润滑）、（清洗）、（防锈）。 4. 不平衡的砂轮高速旋转时会产生（离心）力，会引起机床（振动）、加速轴承（磨
损），严重的甚至造成（爆裂）。 5. 更换砂轮时，要按照安全操作规程进行。必须仔细检查砂轮的粒度和线速度是否符合要求，（表面无裂缝）、（声响要清脆）。 6. 作人员实施点检过程中依据“三好”、“四会”展开自主维护，其中“三好”指的是：（管好、用好、修好）、“四会”指的是（会使用、会保养、会检查、会排除故障） 三、判断题： 1.在平面磨削时，一般可采用提高工作台纵向进给速度的方法来改善散热条件，提高生产效率。（√） 2.平面磨削时，应采用硬度低、颗粒粗、组织疏松的砂轮。（X） 3.用横向磨削法磨削平面时，磨削宽度应等于横向进给量。（√） 4.发现有人触电，用手拉触电者，使其脱离电源。（X） 5.新砂轮可以直接上机使用。（X） 6.砂轮的硬度与磨料的硬度是一致的。（X） 7.砂轮粒度号越大，表示磨料的颗粒越大。（√） 8.磨削时，在砂轮与工件上作用的磨削力是不相等的。（X） 9.发现有人触电，用手拉触电者，使其脱离电源。（X）
钛合金切削加工工艺
钛合金切削加工工艺 一、钛合金的材料特性 钛合金产品的比强度在金属结构材料中是很高的，它的强度与钢材相当，但其重量仅为刚材的57% 。另外，钛及其合金的耐热性强，在500℃的大气中仍能保持良好的强度和稳定性，短时间工作温度甚至还可以高些。钛合金具有比重小、热强度高、热稳定性和抗腐蚀性好等特性，但该材料切削加工困难、加工效率低。所以怎么样攻克钛合金加工难，效率低得困难一直是我们的难题。 二、钛合金的切削加工 1、车削 钛合金产品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，充分冷却，车外圆时刀尖不能高于工件中心，否则容易扎刀，精车及车削薄壁件时，刀具主偏角要大，一般为75～90°。 三、铣削 钛合金产品铣削比车削困难，因为铣削是断续切削，并且切屑易与刀刃发生粘结，当粘屑的刀齿再次切入工件时，粘屑被碰掉并带走一小块刀具材料，形成崩刃，极大地降低了刀具的耐用度。金属加工微信，内容不错，值得关注。因此对钛合金铣削采取了3点措施： 铣削方式：一般采用顺铣。刀具材料：高速钢M42。从工件装夹及设备方面提高工艺系统刚性。 这里需要特别指出的是：一般合金钢的加工均不采用顺铣，因机床丝杠、螺母间隙的影响，顺铣时，铣刀作用在工件上，在进给方向上的分力与进给方向相同，易使工件台产生间隙性窜动，造成打刀。对顺铣而言，刀齿一开始切入就碰到硬皮而导致刀具破损。但由于逆铣切屑是由薄到厚，在最初切入时刀具易与工件发生干摩擦，加重刀具的粘屑和崩刃，就钛合金而言，后一矛盾显得更为突出。 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。 四、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下降，扩散和化学反应的结果，使工件被磨表面烧伤，导致零件疲劳强度降低，这在磨削钛合金铸件时更为明显。 为解决这一问题，采取的措施是：选用合适的砂轮材料：绿碳化硅TL。稍低的砂轮硬度：ZR1。较粗的砂轮粒度：60。稍低的砂轮速度：10～20m/s。稍小的进给量，用乳化液充分冷却。
宇航材料钛合金锻件技术规范AMS4920B
宇航材料技术规范AMS4920B 1984.7出版6Al－4V钛合金锻件1996.3修订 （α-β或β加工，退火）代替：AMS4920A 1、范围 1.1 类型：本规范适用于钛及钛合锻件和锻坯。 1.2 应用：这些锻件主要用作不要求热处理，但要求在退火态具有高的力学性能的零 部件，并允许在β转变温度以上加工，但不限于这种应用该合金直到750℉（399℃）仍显示出很高的比强度。 1.2.1 加工工艺和工作环境当然会引起这些产品应力腐蚀开裂，但ARP 982推荐了一 些减小这些开裂的方法。 2 使用文件 对本文规定范围内下述刊物构成本规范的一部分，应适用宇航材料规范（SAE）最新版本，其他刊物应用版本的有效日期应在订单中规定。 2.1 SAE刊物：可从美国机动车工程师学会获取。地址：400Commonweal th Drive, Warrendale PA 15096-0001 AMS 2249 钛及钛合金化学分析界限 AMS 2750 高温测定方法 AMS 2808 锻件的标记 ARP982 减小锻制钛合金产品的应力腐蚀开裂。 2.2 ASTM出版物 可以美国材料和试验协会获得。地址：100 Barr Harbor Drive West Conshohocken PA 19428-2959 ASTM E8 金属材料拉伸试验 ASTM E8M金属材料拉伸试验（米制） ASTM E120 钛及钛合金的化学分析 ASTM E1409 钛及钛合金中氧的测定采用惰性气体溶解技术。 ASTM E1447 钛及钛合金H的测定采用惰性气体溶解电导热率法。 2.3美国政府出版物 可从标准文件出版编辑部订单中获得。地址：Building4D 700 Robbins , Avenue Philadephia PA 19111－5094