框体类钛合金零件加工手艺

揭晓时间：2017-10-26 14:54

连系钛合金的特征以及框体类钛合金的结构特点，，，，，本文从工艺计划妄想、加工装备选择、工装设计思绪、常用刀具类型以及加工注重事项等方面举行简要地先容。。。

框体类钛合金零件加工工艺计划

框体类钛合金零件，，，，，常见的是钛合金机匣(见图1)。。。凭证产品使用的差别要求以及它的加工特点，，，，，现在主要有4种工艺：①分段精加工，，，，，再焊接，，，，，再增补加工焊接讨论部位。。。②分段粗加工，，，，，再焊接，，，，，再整体数控精加工。。。③整体铸造，，，，，再粗精机加工。。。④整体铸造，，，，，再粗精机加工。。。

框体类钛合金零件机械加工装备的选择

如接纳分段精加工、再焊接、再增补加工焊接讨论部位的计划，，，，，加工装备可凭证焊接讨论的情形，，，，，凭证零件轮廓尺寸选择合适的五面龙门加工中心、大型五轴联动加工中心或数控车床等。。。

若是接纳分段粗加工，，，，，再焊接，，，，，再整体数控精加工的工艺，，，，，由于接纳这类工艺计划的框体类钛合金零件一样平常尺寸大，，，，，结构重大，，，，，焊缝多，，，，，焊接易变形，，，，，故在焊接前一样平常端面、外貌均都留有较多的余量。。。在精加工工艺妄想时，，，，，务必尽可能少转工序，，，，，由于一旦工序太多，，，，，累计误差以及产品的变形因素就很难控制。。。一样平常来讲，，，，，优先推荐选用大型龙门车铣复合中心(见图2、图3);其次推荐选用数控车床与五轴联动加工中心(见图4)联合加工。。。

如是接纳整体铸造(铸造)、再粗精机械加工的计划。。。这种工艺计划准备的零件毛坯，，，，，其加工余量较量匀称，，，，，去除余量相对较少，，，，，可缩短机械加工的时间。。�；；；；；导庸だ讨校�，，，，思量框体类零件的内壁、外壁以及周围窗口需要粗精加工，，，，，为此在选择加工装备时要选择适当的数控车床(车削粗精加工)、大型龙门五轴加工中心(内外壁壁粗去余量以及加工周围窗口)、大型龙门车铣复合中心等来举行精加工。。。

框体类钛合金零件机械加工工装设计思绪

思量框体类钛合金零件一样平常薄壁、易变形、结构重大，，，，，凭证其结构剖析，，，，，在工装辅助设计时务必遵照以下的基来源则。。。

(1)知足工装使用历程中工件定位的稳固性和可靠性，，，，，有足够的承载或夹持力，，，，，有适合零件的刚性结构。。。

粗加工时，，，，，装夹夹紧力可大，，，，，以避免在切削宽度、深度较大的大切削历程中零件的松动;精加工时，，，，，思量零件易变形，，，，，工装夹紧力要稍�。。。�，，，，但要可避免工件松动。。。关于薄壁结构的特易变形零件，，，，，务必适当增添辅助支持工装结构。。。

(2)只管充分思量零件设计基准(使用基准)、工装定位基准及零件磨练基准间的统一或关联。。。

(3)知足装夹历程中的要领简朴与操作快捷。。。

(4)知足工装在调解、一并转序或替换历程中具有可靠的重复定位性。。。

(5)尽可能地回避结构重大、本钱腾贵，，，，，严酷遵照手动、气动、液压、伺服的依次优先设计接纳原则。。。

(6)周向需要设计限位防转装置，，，，，避免二次装夹没周向基准。。。如批量较大，，，，，可以设计气动、液压的自动化夹具，，，，，实现加工时压紧块自动让位以及自动回复压紧。。。如是侧面开槽(孔)以及其他涉及到可能在加工零件时会切削到工装的情形，，，，，一样平常来讲在设计时应思量适当让位，，，，，更优的计划是推荐该工装匹配部位选用与零件相同的材质，，，，，以阻止刀具的损坏而带来的质量事故。。。

关于薄壁类框体钛合金零件精度要求高的部位，，，，，工装的装夹可能会导致零件的新变形。。。由于在切削历程中，，，，，切削力、夹紧力之间的波动效应会爆发耦相助用，，，，，导致夹紧不当的附加应力、切削后的剩余应力、工件内部的剩余应力再次漫衍，，，，，当工装卸力后就爆发加工后新的变形。。。为此针对特殊的部位，，，，，推荐运用“过渡形状可调支持”或“过渡形状柔性工装”的步伐(见图5)，，，，，即凭证自由状态下零件过渡形状的形状设计与之完全贴合的可调(柔性)支持并夹紧。。。

如是加工大型薄壁钛合金零件内壁时，，，，，更多从节约本钱的角度，，，，，一样平常通常接纳碗状包托与芯部陪衬(见图5、图6)相连系的工装结构方法，，，，，这种方法可更有用地实现工装的装夹可靠。。。

框体类钛合金零件机械加工常用刀具类型选择

从提高效率、提升质量、降低本钱等3个综合因素出发，，，，，加工框体类钛合金的刀具既希望具有较高的热硬性，，，，，又希望具有优异的耐磨性;既希望具有优异的抗攻击性，，，，，又希望具有较好的韧性;既希望具有较高的导热系数，，，，，又希望具有较低的化学活性。。。从这些希望出发，，，，，加工钛合金常选用的刀具质料主要有硬质合金、聚晶金刚石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等。。。经由生产现实验证，，，，，硬质合金和PCD刀具被以为是加工钛合金较量理想的刀具质料。。。

现在加工钛合金选用刀具质料最优先思量、最普遍推许的是硬质合金刀具。。。由于硬质合金具有相对本钱低廉、导热性较好、硬度较高、韧性和红硬性较好的特点。。。依其化学因素可分为钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)和添加有数碳化物类(YW)，，，，，现在在工业生产现实中获得普遍应用的仍然是钨钴类硬质合金YG8、YG6、YG3等。。。如通常在粗车和断续车削时接纳YG8刀片，，，，，精车和一连车削时选用YG3刀片，，，，，一样平常加工则选用YG6刀片。。。若是使用添加的有数金属的细晶粒硬质合金YA6、YD15、YG10H、YS2等，，，，，可提高刀具的寿命和加工效率。。。实践中不选用钨钴钛(YT)类硬质合金刀具的缘故原由是YT类刀片中含有钛，，，，，它与被加工的钛合金之间会爆发很强烈的亲和力，，，，，很快粘掉刀尖。。。

硬质合金加工钛合金速率可以抵达45 m/min以上，，，，，但当切削速率继续增添时，，，，，刀具和工件接触面的温度迅速升高，，，，，同时由于Co的熔点较低，，，，，在高的切削温度及元素扩散作用下，，，，，造成了刀具质料中W和Co元素的扩散和流失，，，，，降低了刀具的硬度和韧性，，，，，使硬质合金刀具爆发严重的塑性变形、粘结磨损和扩散磨损，，，，，导致刀具失效。。。因此，，，，，硬质合金刀具只适合切削速率小于75 m/min的钛合金。。。

聚晶金刚石刀具具有极高的硬度，，，，，也具有超高的耐磨性，，，，，还具有高弹性模量、高导热系数、刃口尖锐、低摩擦系数以及与非铁金属亲和力小等优点。。。该类刀具适用于钛合金的精加工和超精加工。。。

聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具，，，，，其硬度虽然略低于金刚石，，，，，但它具有比金刚石更好的特点是热稳固性高得多，，，，，可抵达1 200℃以上(金刚石的耐热温度只有700~800℃)，，，，，化学惰性大，，，，，与钛合金在1 200℃时都不起化学反应。。。PCBN刀具相比硬质合金刀具，，，，，有着切削速率高、外貌粗糙度质量好和刀具寿命长等特点，，，，，为此PCBN刀具更适适用作钛合金的精加工。。。但由于PCBN刀具脆性很大，，，，，在切削加工中务必隐讳断续切削或突变余量切削。。。

框体类钛合金零件加工的其他注重事项

不求高的切削速率，，，，，唯求可靠增大切削走刀量。。。过高的切削速率会导致刀刃过热、刀刃粘结和扩散磨损严重。。。走刀量的转变对温度的转变不显着，，，，，以是降低切削速率增大切削走刀量是合理、相宜的切削方法。。。

当车削时为了改善散热条件和增强切削刃，，，，，前角一样平常取5°～9°;为了战胜因回弹而造成的摩擦，，，，，刀体的后刀面一样平常取10°～15°;当钻孔时，，，，，缩短钻头长度、增添钻心的厚度和导锥量，，，，，钻头的耐用度可提高好几倍。。。

不可缺少切削液，，，，，且水溶性切削液较为合适。。。但不可使用含有氯或其他卤元素和含硫的切削液，，，，，这类切削液会对钛合金的力学性能爆发不良影响。。。

针对易变形的钛合金框体类零件，，，，，在数控精加工之前，，，，，原则推荐要举行详细的丈量，，，，，要凭证丈量的效果仔细剖析再分派加工余量以及再审定加工坐标。。。

铣削加工先三轴加工后五轴加工，，，，，先面加工后孔加工。。。维持数控编程加工坐标系的统一，，，，，只管合并工序镌汰翻面。。。与钛合金接触的所有工具、夹具等装置都要事先侧地清洁。。。经洗濯过的钛合金零件，，，，，要避免油脂污染，，，，，要阻止手直接触摸，，，，，操作职员或磨练职员应当戴清洁的手套举行操作或磨练。。。

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