钛合金零件加工之决窍

圆刀片铣刀适用于铣削钛金属加工，由于它们的主偏角可适当改变。只需为这些铣刀装备专用刀片并应用正确的切削参数，一般情况下就能进步安稳性和整体性能。每齿进给量应设定最小值，这一点至关重要。钛合金铣削需求适宜条件与其他大多数金属资料加工比较，钛加工不仅要求更高，而且约束更多。这是由于钛合金所具有的冶金特性和资料特点或许会对切削作用和资料自身发生严重影响。可是，假如挑选适当的刀具并正确加以运用，而且按照钛加工要求将机床和配置优化到最佳状况，那么就彻底可以满意这些要求，并取得令人满意的高性能和完美成果。传统钛金属加工进程中碰到的许多问题并非不可防止，只需克服钛特点对加工进程的影响，就能取得成功。

 

　　钛的各种特点使之成为具有强壮吸引力的零件资料，但其间许多特点同时也影响着它的可加工性。钛具有优良的强度-重量比，其密度一般仅为钢的60％。钛的弹性系数比钢低，因而质地更巩固，挠曲度更好。钛的耐侵蚀性也优于不锈钢，而且导热性低。这些特点意味着钛金属在加工进程中会发生较高和较会集的切削力。它简单发生振荡而导致切削时呈现震颤；而且，它在切削时还简单与切削刀具资料发生反响，然后加剧月牙洼磨损。此外，它的导热性差，由于热首要会集在切削区，因而加工钛金属的刀具有必要具有高热硬度。

 

 

 

　　安稳性是成功的关键所在

 

　　某些机加工车间发现钛金属难以有用加工，但这种观念并不代表现代加工办法和刀具的发展趋势。之所以困难，部分是由于钛金属加工是新兴工艺，短少可借鉴的经历。此外，困难一般与期望值及操作者的经历相关，特别是有些人现已习惯了铸铁或低合金钢等资料的加工方式，这些资料的加工要求一般很低。比较之下，加工钛金属好像更困难些，由于加工时不能选用相同的刀具和相同的速率，而且刀具的寿数也不同。即使与某些不锈钢比较，钛金属加工的难度也依然要高。咱们固然可以说，加工钛金属有必要采取不同的切削速度和进给量以及一定的预防措施。其实与大多数资料比较，钛金属也是一种彻底可直接加工的资料。只需钛工件安稳，装夹结实，机床的挑选正确，动力适宜，工况良好，而且装备具有较短刀具悬伸的ISO 50主轴，则所有问题都会迎刃而解——只需切削刀具正确的话。

 

　　但在实际铣削加工中，钛金属加工所需的条件不简单悉数满意，由于理想的安稳条件并不总是具有。此外，许多钛零件的形状复杂，或许包括许多细密或深长的型腔、薄壁、斜面和薄托座。要想成功加工这样的零件，就需求运用大悬伸、小直径刀具，这都会影响刀具安稳性。在加工钛金属时，往往更简单呈现潜在的安稳性问题。

 

　　有必要考虑振荡和热

 

　　非理想环境还包括其它要素，其间之一便是，大多数机床现在安装的是IS0 40主轴。假如高强度地运用机床，就无法长期坚持新刀状况。此外，假如零件结构较复杂的话，一般就不易有用夹紧。当然应战还不止于此，切削工序有时有必要用于全槽铣、侧削或概括铣削，所有这些都有或许（但并非必定）发生振荡及形成较差的切削条件。重要的是，在设定机床时，有必要始终留意进步安稳性以防止振荡趋势。振荡会形成刀刃崩碎、刀片损坏并发生不可预见和不一致的成果。一种改善措施便是选用多级夹紧，使零件更接近主轴以有助于抵消振荡。

 

　　由于钛金属在高温下仍能坚持其硬度和强度，因而切削刃会遭受高作用力和应力，再加上切削区中发生的高热，就意味着很或许呈现加工硬化，这会导致某些问题发生，特别是不利于后续切削工序。因而，挑选最佳的可转位刀片商标和槽形是加工能否取得成功的关键。曩昔的前史证明，细晶粒非涂层刀片商标非常适用于钛金属加工；如今，具有PVD钛涂层的刀片商标更可大大改善性能。

 

　　精度、条件和正确的切削参数

 

　　刀具轴向和径向上的跳动精度也很重要。例如，假如未将刀片正确地安装到铣刀中，则铣刀周围的切削刃会敏捷损坏。在切削钛金属时，其它一些要素，例如刀具制造公役不良、磨损和刀具受损、刀柄有缺点或质量差、机床主轴磨损等等，都会在很大程度上影响到刀具寿数。调查成果表明，在所有加工表现不佳的案例中，80％都是由这些要素所形成。虽然大多数人喜爱选用正前角槽形刀具，但事实上稍带负前角槽形的刀具能以更高的进给去除资料，而且每齿进给量可达0.5mm。可是这同时也意味着有必要坚持最佳安稳状况，即机床应非常巩固，且装夹应极其安稳。　　除进行插铣（最好运用圆刀片）之外，应尽量防止运用90主偏角，这样做一般有助于进步安稳性和取得整体性能，当在浅切深下运用时尤应如此，在进行深腔铣时，一种值得推荐的做法是通过刀具接柄而运用长度可变的刀具，而不是在整个工序中运用单一长度的长刀具。

 

　　调整切削参数以克服因下降每齿进给量而引起的振荡是传统的解决办法，但这种办法并不恰当，由于它会对刀具寿数和切削性能发生灾难性影响。可转位刀片需求一定量的切削刃倒圆，以添加切削刃强度和取得更好的涂层粘附力。　　在铣削钛金属时，要求刀具至少以最小的进给量工作——一般为每齿0.1mm。假如扔有振荡趋势，则刀片损坏或刀具寿数缩短问题将不可防止。或许的解决办法包括准确核算每齿进给量，并确保它至少为0.1mm。

 

　　别的也可下降主轴转速，以到达开始的进给率。假如运用最小的每齿进给量，而主轴转速却不正确，则对刀具寿数的影响可高达95%。下降主轴转速一般可进步刀具寿数。

 

　　一旦确立了安稳工况，就可相应地进步主轴转速和进给量来取得最佳性能。另一种做法是从铣刀中取出一些刀片或挑选含刀片较少的铣刀。