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薄壁钛合金零件的切削工艺

来源:艾玛德国际模具网 时间:2012/7/27 11:45:30

通过薄壁工件的分析主要是如何选择加工方案、定位基准、刀具材料、切削要素及工装,防止变形,提高加工效率,可以通过以下方法有效的减少变形,保证加工精度。
  (l)合理选择刀具材料,提高刀具寿命 
  实践证明加工钛合金材料时必须选用耐磨性高、抗弯强度高、导热性好,抗枯粘结、抗氧化、抗振性的硬质合金刀片,加工时可选择不含或少含Tic的硬质合金刀具,选用YG(K)类硬质合金加工钛合金材料效果。
  (2)选择合理的角度提高刀具的强度 
  钛合金材料工件粗加工时由于加工余量较大:加大刀具的主偏角,增加刀具的强度,使工件加工时径向力变小,避免振动,适当加大前角,减小切削刃单位长度上的负荷。散热快、提高刀具的使用寿命。在精加工时余量较小,切削变形和切削抗力小,因此刀具磨损较小,又因选取较小的走刀量,主要是提高工件表面加工质量、消除变形、保证加工精度为主,因此刀具可选择较大的前角和后角,增大偏角使刀具切削锋利:提高了工件加工表面质量。
  (3)采用合理的切削用量避免机床振动减少变形 
  根据薄壁工件粗、半精、精加工工序的加工余量的划分,制定合理的切削用量,达到消除工件切削过程中刀具引起的振动,避开了工件与机床的共振,避免了切削时的振动引起的变形。
  (4)添加合理的切削液及有效地浇注方式 
  加工时添加极压乳化液或极压切削油冷却,及时带走刀具上的切屑,刀杆采用中空,切削液喷管通过刀杆直接加入到刀具的切削区,带走切屑,降低了切削区的温度,避免了积屑瘤的产生,提高了工件加工质量。
  (5)精加工前增加定位基准精加工工序 
  钛合金薄壁工件在经过:粗加工一半精加工,此时工件的加工应力逐渐得到释放,为了保证工件精加工定位的可靠性,安排一道精车基准工序,其目的消除定位基准的形状误差,并且提高定位基准的精度作为工艺公差,达到保证零件精加工尺寸精度要求,提高工件加工尺寸的可靠性、稳定性,消除工件椭圆度的目的。
  (6)采用端面压紧及螺纹拉紧工装消除径向夹紧变形 
  钛合金薄壁工件定位夹紧时,在径向夹紧的作用下产生弹性变形,当工件加工完毕,此时弹性变形释放,造成工件变形,因此工件夹紧力选择轴向方向夹紧,采用螺母压困端面压紧或心轴定位螺纹拉紧形式,消除径向夹紧力,传导切削力的振动,消除变形。
  (7)进行三次热处理改善切削组织、消除应力、稳定加工尺寸 
  钛合金薄壁毛坯工件在粗加工阶段,余量加工大,刀具磨损快,此时工件内存储变形应力最大,组织不稳定,因此采用粗加工后的热处理工序,消除粗加工应力,改营钛合金材料组织面心六方晶格系马氏体组织结构,提高后续加工工序的切削加工性能,增加刀具的使用寿命,提高工件表面加工质量。在温度7500℃左右时间为2h,进行退火再结晶热处理。
  半精加工后再进行一次热处理,进一步消除工件半精加工应力,易于下道工序加工。热处理沮度为6000℃时间为lh左右。工件加工完毕后,进行一次真空3个循环热处理稳定加工尺寸。
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