鈦合金精密加工工藝論文

鈦合金精巧加工工藝論文鈦合金精巧加工工藝論文鈦合金精巧加工工藝論文鈦合金精巧加工工藝論文鈦合金精巧加工工藝論文零件構(gòu)造特點(diǎn)TB6鈦合金不只是制造飛機(jī)、導(dǎo)彈和火箭等航天器的重要構(gòu)造材料，而且在慣性導(dǎo)航領(lǐng)域中也漸漸開始使用。但由于該資料價(jià)錢昂貴、難加工以及加工花銷高，限制了它的應(yīng)用。當(dāng)前我們所承接的導(dǎo)航零件，軍方為了提升其強(qiáng)度和壽命，決定裁汰傳統(tǒng)的構(gòu)造鋼30CrNi4MoA，使用TB6鈦合金資料，這就意味著原來的加工工藝要推倒重來，從頭研究TB6鈦合金的加工工藝方法。我們對(duì)TB6鈦合金資料的性能、加工工藝方法及刀具采用等進(jìn)行了研究和研究，通過各樣試驗(yàn)，積累了很多TB6鈦合金加工的經(jīng)驗(yàn)，特別是切削加工用量及刀具的選擇，在加工研制過程中獲得了考證。本文重點(diǎn)對(duì)TB6鈦合金精巧加工和刀具采用方面的工藝創(chuàng)新作一次全面的闡述，也為此后進(jìn)一步張開其他鈦合金切削加工的研究供應(yīng)參照與借鑒。TB6鈦合金軸向鉸軸頸零件如附圖所示，其外型復(fù)雜，技術(shù)要求高，加工難度大。2.TB6鈦合金資料特點(diǎn)分析鈦合金是一種強(qiáng)度高而密度小、機(jī)械性能好且韌性和抗蝕性能也很好的不銹鋼資料。TB6不銹鋼資料加工工藝性差，切削加工困難，特別是在熱加工中，特別簡(jiǎn)單吸取氫、氧、氮和碳等雜質(zhì)。其加工工藝性主要表現(xiàn)在：（1）摩擦系數(shù)大。該資料導(dǎo)熱系數(shù)低，刀尖切削溫度高，切削時(shí)產(chǎn)生的切削熱都集中在刀尖上，使刀尖溫度很高，易使刀尖很快消融或粘結(jié)磨損而變鈍。（2）彈性模量小。切削時(shí)易產(chǎn)生彈性變形和振動(dòng)，不只影響零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，而且還影響刀具的使用壽命。（3）鈦合金化學(xué)親和力較強(qiáng)，極易與其他金屬親和聯(lián)合，在加工中切屑與刀具的粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，使刀具的粘結(jié)和擴(kuò)散磨損加大。精加工工藝試驗(yàn)1）工藝方法?？紤]到該鈦合金零件的加工余量比較大，有的部位很薄，只有2～3mm，主要配合表面的尺寸精度、形位公差要求高，在零件的加工工藝方法及工藝流程安排時(shí)，按粗加工→半精加工→精加工的次序分階段安排加工，同時(shí)在每個(gè)工序階段安排熱辦理工藝，除去加工應(yīng)力，牢固加工尺寸。這種工藝方法特點(diǎn)主假如經(jīng)過分階段的頻頻加工，減少表面節(jié)余應(yīng)力，防備變形，最后達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣的要求。其主要的加工方法有銑削、車削、磨削、鉆削、鉸削以及攻螺紋等。3）孔的精車加工及刀具試驗(yàn)方案。鈦合金軸向鉸軸頸零件加工中，由于熱辦理后的表面氧化皮給工藝加工增加了較大困難，為此在加工前用酸洗方法去掉表面薄層氧化皮，爾后經(jīng)過加大走刀量，降低切削速度來車削節(jié)余的氧化皮。在刀具材質(zhì)的選擇、切削用量和切削液的選擇方面：①刀具材質(zhì)采用YG類硬質(zhì)合金資料。②刀具的幾何參數(shù)選擇前角γ0=4°～8°，后角α0=12°～18°，主偏角j=45°～75°，刃傾角λ=0°，刀尖圓弧半徑=0.5～1.5mm。③切削用量按主軸轉(zhuǎn)速n≥230r/min，進(jìn)給量f≥0.10～0.15mm/r。在同樣刀具和切削參數(shù)的情況下，選擇不同樣切削液進(jìn)行切削試驗(yàn)，檢查表面粗拙度情況；選定切削液后，使用乳化液冷卻，提升了刀具壽度。固定切削參數(shù)，選擇不同樣刀具資料進(jìn)行切削試驗(yàn)，檢查表面粗糙度和尺寸控制情況，確定刀具牌號(hào)為YG6X、YG10HT；切削液和刀具固定后，選擇不同樣切削參數(shù)，對(duì)尺寸控制能力進(jìn)行研究和對(duì)目標(biāo)表面粗拙度實(shí)現(xiàn)能力進(jìn)行考證。4）內(nèi)螺紋加工試驗(yàn)方案。由于內(nèi)螺紋不便在放大鏡下察看，也不便進(jìn)行尺寸精準(zhǔn)測(cè)量，選擇外螺紋進(jìn)行取代試車察看表面粗拙度，選好參數(shù)后進(jìn)行內(nèi)螺紋試車考證，并用粗拙度儀檢測(cè)考證；選擇內(nèi)螺紋車削加工工藝參數(shù)試驗(yàn)，考證上述試驗(yàn)確定的切削液工藝要素和刀具資料要素的適應(yīng)性，螺紋車削的切削接觸刃長(zhǎng)，功率需求大，切削參數(shù)要進(jìn)行獨(dú)自的試驗(yàn)考證。5）孔的磨削加工試驗(yàn)方案。磨削加工階段，由于TB6鈦合金的特質(zhì)，致使了鈦合金磨削特別困難，磨削時(shí)砂輪磨損嚴(yán)重，輕易會(huì)變鈍，同時(shí)易在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力及燒傷現(xiàn)象。為此在磨削過程中，經(jīng)過使用切削液和潤(rùn)滑油，使零件充分冷卻，保證了精磨質(zhì)量。磨削砂輪的資料采用綠碳化硅（TL）、黑碳化硅（TH）兩種磨料，選擇軟砂輪R3、ZR1和ZR2，粒度為46、60。磨削用量的選擇如表3所示。6）鉸削加工試驗(yàn)方案。鈦合金的鉆削加工也比較困難，常在加工過程中出現(xiàn)燒刀和斷鉆現(xiàn)象，其主要原因是鉆頭刃磨不良、排屑不實(shí)時(shí)、冷卻不好以及工藝系統(tǒng)剛性差等。鉸孔是最后一道精加工工序，采用鉆孔→擴(kuò)孔（粗鉸）→精鉸的加工工藝方法。在刀具和切削液的選擇方面：①刀具資料采用M42高速鋼或硬質(zhì)合金K30；刀具的幾何參數(shù)選擇前角γ0=3°～7°，后角α0=12°～18°，主偏角j=5°～18°。校準(zhǔn)部分刃帶寬度b=0.05～0.15mm，過寬會(huì)輕易同鈦合金加工表面粘結(jié)，過窄會(huì)輕易在鉸削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。鉸刀齒數(shù)為z=4（鉸刀直徑為12mm）。②鉸削時(shí)應(yīng)不斷地注入冷卻潤(rùn)滑液以獲得較好的表面質(zhì)量，同時(shí)應(yīng)勤排屑，實(shí)時(shí)除去鉸刀刃上的切屑末，鉸削時(shí)要?jiǎng)蛩俚剡M(jìn)退刀。經(jīng)過上述幾個(gè)步驟的試驗(yàn)分析，得出TB6鈦合金的各樣加工工藝特點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)，形成TB6鈦合金切削工藝方法，并將重點(diǎn)技術(shù)點(diǎn)總結(jié)出來，擬定了TB6軸向鉸軸頸加工的工藝方案。結(jié)語依照我們確定的加工工藝方案進(jìn)行產(chǎn)品批量加工，達(dá)到了軸向鉸軸頸的各項(xiàng)精度技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)檢測(cè)后一次性合格?？甲C了我們對(duì)加工技術(shù)難點(diǎn)分析的正確性，說明這種TB6鈦合金切削工藝方法是可行的，也積累了經(jīng)驗(yàn)，開拓了思路。隨著科技的高速發(fā)展，資料的不斷更新，我們需要對(duì)新