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钛合金加工中如何提高刀具寿命

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-11-3 12:46:31
由于零件制造商的加工条件各异,被加工零件的特点也不相同,现有钛合金加工的刀具寿命为1小时,总的金属切除率为每分钟0.6立方英寸。然后,该公司将这些数据与采用ADVAN-TiGE技术进行加工的生产率和刀具寿命结果进行了对比。
 
钛合金的弹性模数小,如TC4的弹性模量E=110GPa,约为钢的一半,因而由切削力所引起的被加工件弹性变形大,将降低工件精度,为此要改善加工系统的刚性。工件必须很牢固地装夹,刀具对工件支承点的刀矩减到最小。刀具必须锋利,否则将发生振动、磨擦,使刀具耐用度缩短,工件精度下降。切削钛合金时,仅在切削速度1~5mm/min的范围内,才有积屑瘤形成。因此在一般生产条件下切削钛合金时,不会产生积屑瘤。工件与刀具之间的磨擦系数并不很大,容易得到良好的表面质量。采用冷却润滑液对于改善钛合金表面微观几何形状是没有效果的,切削钛合金时已加工表面粗糙度较低是由于刀具上没有积屑瘤的缘故。但是,为了改善切削条件,降低切削温度,提高刀具寿命,同时为了消除火灾的危险,加工时使用大量可溶性冷却剂也是必要的。通常钛合金零件加工时没有发火燃烧的现象,可是在微切削状态下加工时有发火燃烧现象,为了避免这种危险性,应该:①大量使用冷却液;②及时从机床上扫除切屑;③备有灭火器材;④及时更换用钝的刀具;⑤工件表面污染时易引起火花,此时必须降低切削速度;⑥比薄切屑相比,厚切屑不易产生火花,因此要加大走刀量,加大走刀量不会象加大切削速度那样使温度迅速升高。
 
为了应对这种趋势,机床制造商公司推出了一种钛合金加工新技术——ADVAN-TiGE。据称,该技术可使加工钛合金的生产率至少提高3倍,刀具寿命翻一番。该技术应用于公司的T系列五轴,该系列机床的优先机型是T2和规格较大的T4。具有自控能力的主轴采用多个主轴位移传感器来测量由过大切削力引起的主轴移动。该公司的控制器接收到来自传感器的反馈信号后,根据承受的切屑负荷来调整加工状态,并保护主轴和工具系统不被损坏。该技术使主轴可以监测、分辨和判断加工状况,并据此作出反应,优化和稳定切削条件。加工钛合金的典型车刀具有如下特点:①刀片材料为YG6X,YG10HT;②前角较小,一般γ0=4°~6°,增强刀头强度;③有f=0.05~0.1mm的负倒棱,以增强刀刃的强度;④后角较大,一般α0=14°~16°,以减少后面的磨擦,提高刀具耐用度;⑤一般不允许磨出尖角或过渡刃,而磨出刀尖圆角r=0.5mm左右,粗车时可达r=1~2mm,以增强刀尖强度;⑥精车或车削薄壁件时,刀具主偏角要大,一般为75°~90°。使用乳化液冷却,可有效地提高刀具耐用度。在保证刀头强度的前提下使刀头具有高的耐磨性和硬度是合理加工钛合金的关健。因此选用的YG6X刀片在刃磨后应当用金刚石或碳化硅油石背刀(背出倒棱),达到消除刃磨锯口、增强刀刃强度的目的。冷却润滑系统(流量为52.8gpm,压力为1,000psi)可将冷却液直接输送到刀具/工件界面处,提高多槽刀具的排屑能力。冷却系统包括上置式喷淋头、主轴喷嘴和通过主轴内部的冷却液。此外,该公司的系统可以优化润滑剂和冷却液,将其送至刀尖处,使刀具寿命成倍提高。
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