分析
鈦合金切削過程中有哪些特點?鈦合金(jīn)的(de)硬度大於HB350時切削加(jiā)工特別困難,小於HB300時則容易出現粘刀現象,也難於切削(xuē)。但鈦合金(jīn)的(de)硬度隻是難於切削加工的一個方麵,關鍵在於鈦合金本身化學、物理、力學性能間的綜合對其切(qiē)削加工性的影響。鈦合金有如下切削特點:

(1)變形係數小:
這(zhè)是鈦合金切削加工的顯著特(tè)點,變形係數小於或接近於1。切屑在前刀麵上滑動摩擦的路程大大增大,加速刀(dāo)具磨損。
(2)切削溫度高:
由於鈦合金的導熱係數很小(隻相當於45號鋼的1/5~1/7),切屑與前刀麵的接觸長度極短,切削時產生的熱不易傳出,集(jí)中在切削區和切削刃(rèn)附近(jìn)的(de)較小範圍內,切削溫(wēn)度很高。在(zài)相同的切削條件下,切削(xuē)溫度可比切削45號鋼時高出一倍以上。
(3)單位麵積(jī)上的切削力大:
主切削力比切鋼時約(yuē)小20%,由於切屑與前刀麵的接觸長度極(jí)短,單位(wèi)接觸(chù)麵積上的切削力大大增(zēng)加,容易造成崩刃。同時,由於鈦合金的彈性模量小,加工時(shí)在徑向力作用下容易產生彎曲變形,引起振動,加大刀具磨損並影響(xiǎng)零件的精度。因此,要求工藝(yì)係統應具有較好的剛性(xìng)。
(4)冷硬現象嚴重:
由於鈦的(de)化學活性(xìng)大,在高的切削溫度下,很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同時切削過程中的塑性變形也會造成表麵硬(yìng)化。冷硬現象不僅會降低零件的疲勞強度,而且(qiě)能加劇刀具(jù)磨損,是切削鈦合金時的一(yī)個很重要特點。
(5)刀具易磨損:
毛(máo)坯經過衝壓、鍛造、熱軋等方法加工後(hòu),形成硬而脆的不均勻(yún)外皮,極易(yì)造(zào)成崩(bēng)刃現象,使得切除硬皮成為鈦合金加工中困難的工序。另外,由(yóu)於鈦合金對刀具材料的化學(xué)親和性強,在切削溫度(dù)高和單(dān)位麵積上切削力大的條件下,刀具很容易(yì)產生(shēng)粘結磨損。
車削鈦合金時(shí),有時前刀麵的磨損甚至比後刀麵更為嚴重;進給量f<0.1 mm/r時,磨損主要發生在後刀麵上;當f>0.2 mm/r時,前刀麵將出現磨損;用硬(yìng)質合金刀具精車和半精車時(shí),後刀麵的磨損以VBmax小於0.4 mm較合適(shì)。
在(zài)銑削加工中,由於鈦合金材料的(de)導熱係數低,而且切屑與前刀(dāo)麵的接觸長度極短,切削時產(chǎn)生(shēng)的熱不易傳出,集中在切削變形區和切削刃(rèn)附近的較小(xiǎo)範圍內,加工時切削刃(rèn)刃口處會產生極(jí)高的(de)切削溫度,將大大縮短刀具壽命。對於鈦合金Ti6Al4V來說,在刀具強度和機床功率允許的條件下,切削溫度的高低是影響刀具壽命的關(guān)鍵因素,而並非切削力的大小。