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不锈钢和钛合金加工.doc

不锈钢和钛合金加工

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2017-09-18 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《不锈钢和钛合金加工doc》,可适用于高等教育领域

不锈钢和钛合金加工不锈钢材料加工难点主要有以下几个方面:切削力大切削温度高该类型材料强度大切削时切向应力大、塑性变形大因而切削力大。此外材料导热性极差造成切削温度升高且高温往往集中在刀具刃口附近的狭长区域内从而加快了刀具的磨损。加工硬化严重奥氏体不锈钢以及一些高温合金不锈钢均为奥氏体组织切削时加工硬化倾向大通常是普通碳素钢的数倍刀具在加工硬化区域内切削使刀具寿命缩短。容易粘刀无论是奥氏体不锈钢还是马氏体不锈钢均存在加工时切屑强韧、切削温度很高的特点。当强韧的切屑流经前刀面时将产生粘结、熔焊等粘刀现象影响加工零件表面粗糙度。刀具磨损加快上述材料一般含高熔点元素、塑性大切削温度高使刀具磨损加快磨刀、换刀频繁从而影响了生产效率提高了刀具使用成本。主要是降低切削线速度进给。采用专门加工不锈钢或者高温合金的刀具钻孔攻丝最好内冷不锈钢零件加工工艺通过上述加工难点分析不锈钢的加工工艺及相关刀具参数设计与普通结构钢材料应具有较大的不同其具体加工工艺如下:钻孔加工在钻孔加工时由于不锈钢材料导热性能差弹性模量小孔加工起来也比较困难。解决此类材料的孔加工难题主要是选用合适的刀具材料镗孔加工()刀具材料选择因加工不锈钢零件时切削力大、切削温度高刀具材料应尽量选择强度高、导热性好硬质合金。对于此类材料淬火零件的加工可以采用CBN(立方氮化硼)刀片CBN硬度仅次于金刚石硬度可达,HV因此耐磨性很高与金刚石相比CBN突出优点是耐热性比金刚石高得多可达可承受很高的切削温度。此外其化学惰性很大与铁族金属在,时也不起化学作用因此非常适合加工不锈钢材料。其刀具寿命是硬质合金或陶瓷刀具的几十倍。()刀具几何参数刀具几何参数对其切削性能起重要的作用为使切削轻快、顺利硬质合金刀具宜采用较大的前角以提高刀具寿命。一般粗加工时前角取,半精加工时取,精加工时取,。主偏角的选择依据是当工艺系统刚性良好时可取,如工艺系统刚性差时则取,当工件长度与直径之比超过倍时可取。用陶瓷刀具镗削不锈钢材料时绝大多数情况下陶瓷刀具均采用负前角进行切削。前角大小一般选应,,,。这样有利于加强刀刃充分发挥陶瓷刀具抗压强度较高的优越性。后角大小直接影响刀具磨损对刀刃强度也有影响一般选用,。主偏角的改变会影响径向切削分力与轴向切削分力的变化以及切削宽度和切削厚度的大小。因为工艺系统的振动对陶瓷刀具极为不利所以主偏角的选择要有利于减少这种振动一般选取,。选用CBN作为刀具材料时刀具几何参数为前角,后角,主偏角,。()前刀面刃磨时粗糙度值要小为避免出现切屑粘刀现象刀具的前、后刀面应仔细刃磨以保证具有较小的粗糙度值从而减少切屑流出阻力避免切屑粘刀。()刀具刃口应保持锋利刀具刃口应保持锋利以减少加工硬化进给量和背吃刀量不宜过小以防止刀具在硬化层中切削影响刀具使用寿命。()注意断屑槽的磨削由于不锈钢切屑具有强韧的特点刀具前刀面上断屑槽修磨应合适从而使切削过程中断屑、容屑、排屑方便。()切削用量的选择根据不锈钢材料特点加工时宜选用低速和较大进给量进行切削。()切削液选择要合适由于不锈钢具有极易产生粘结和散热性差的特点因此在镗削中选用抗粘结和散热性好的切削液相当重要如选用含氯较高的切削液以及具有良好冷却、清洗、防锈和润滑作用的不含矿物油、不含亚酸盐的水溶液如HL,合成切削液。采用上述工艺方法可以克服不锈钢的加工难点使不锈钢在进行钻、铰、镗孔时刀具寿命得到极大的提高减少操作中磨刀、换刀次数在提高生产效率和孔加工质量、降低工人劳动强度和生产成本方面能取得令人满意的效果。CrNiCuNb钢与CrNiCuNb钢一样为马氏体沉淀硬化不锈钢。CrNiCuNb钢的特性、CrNiCuNb钢中保持较低的碳减少钢中的碳化物数量同时使Ms上升有利于马氏体相变。、CrNiCuNb钢中加入Cr、Ni元素主要作用有三:一是提高钢的电极电位防止原电池的反应产生二是提高淬透性保证固溶冷却后得到马氏体组织三是固溶于马氏体基体组织中为时效做好准备。、CrNiCuNb钢中加入Cu元素主要作用是Cu元素能在不锈钢表面沉积下来作为附加微电极促使不锈钢在很小的阳极电流下就达到钝化状态。当Cu元素含量低于时可锻性良好当Cu元素含量高于时锻造易开裂须烧透先小锻造比轻锤快锻打后大锻造比重锤锻打。、CrNiCuNb钢中加入Nb元素主要作用有二:一是形成碳化物NbC起细化晶粒作用另外防止Cr元素与C元素形成碳化物而降低Cr元素在晶界中的含量导致晶界腐蚀二是与Ni形成金属间化合物在时效时析出。、CrNiCuNb钢中加入Mn元素能提高钢在有机酸中的耐蚀性。加入Si元素可提高钢在无机酸中的耐蚀性。、CrNiCuNb钢经固溶处理后得到马氏体组织钢的硬度在~HRC范围可以进行模具加工然后再对模具进行时效处理因含Cu相的析出及金属间化合物的析出钢的硬度回升到HRC使模具强度、硬度上升获得综合力学性能。CrNiCuNb钢主要化学成分c、Mn、~Ni、~Cr、~Cu、~Nb、Si、P、S。CrNiCuNb钢的热处理工艺CrNiCuNb钢始锻温度~终锻温度锻造后空气中冷却或砂中冷却。CrNiCuNb钢常见的热处理工艺热处理工艺工艺参数硬度要求工艺特点退火加热~保温炉冷至以下出炉空冷~HRC软化组织降低硬度去应力退火加热~保温炉冷或空冷~HRC固溶处理加热保温油冷~HrCCr、Ni、Cu、Nb元素溶入奥氏体中冷却后得到马氏体组织为时效析出做好组织准备加热保温水冷~HRC时效处理加热保温h空冷HRC从马氏体基体组织中析出金属间化合物产生沉淀强化气体氮化氮化温度~保温h炉奢~Pa氨气流量mh空冷或油冷HV提高表面疲劳强度、硬度、耐磨性、耐蚀性与耐热性CrNiCuNb钢的应用CrNiCuNb钢性能与使用几乎同于CrNiCuNb钢适宜于制造高精度、高耐蚀性、高耐磨性的塑料模具。通常人们把含铬量大于或含镍量大于的合金钢叫不锈钢。这种钢在大气中或在腐蚀性介质中具有一定的耐蚀能力并在较高温度(>)下具有较高的强度。含铬量达,的钢称为耐酸钢或耐酸不锈钢习惯上通称为不锈钢。钢中含铬量达以上时在与氧化性介质接触中由于电化学作用表面很快形成一层富铬的钝化膜保护金属内部不受腐蚀但在非氧化性腐蚀介质中仍不易形成坚固的钝化膜。为了提高钢的耐蚀能力通常增大铬的比例或添加可以促进钝化的合金元素加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W、Co等这些元素不仅提高了钢的抗腐蚀能力同时改变了钢的内部组织以及物理力学性能。这些合金元素在钢中的含量不同对不锈钢的性能产生不同的影响有的有磁性有的无磁性有的能够进行热处理有的则不能热处理。由于不锈钢所具有的上述特性越来越广泛地应用于航空、航天、化工、石油、建筑和食品等工业部门及日常生活中。所含的合金元素对切削加工性影响很大有的甚至很难切削。不锈钢可分为哪几类,不锈钢按其成分可分为以铬为主的铬不锈钢和以铬、镍为主的铬镍不锈钢两大类。工业上常用的不锈钢一般按金相组织分类可分为以下五大类:马氏体不锈钢:含铬量,含碳量,(有时达)常见的有Cr、Cr、Cr、Cr、CrNi、Cr、CrMoV、CrMo等。铁素体不锈钢:含铬量,常见的有Cr、CrTi、CrSiNbRE、Cr、CrTi、CrMTi、CrTi、Cr等。奥氏体不锈钢:含络量,含镍量,(或以上)最典型的代表是CrNiTi常见的还有CrNi、CrNiMoCu、CrNiMoTi、CrNiMoCuTi、CrNiMCuTi、CrMnNi、CrMnNi、CrMnNiN等。奥氏体铁素体不锈钢:与奥氏体不锈钢相似仅在组织中含有一定量的铁素体常见的有CrNiTi、CrNiTi、CrMnNiMN、CrMnMoN、CrMnNiMCuN、CrbNiMCuSiN、CrNiSiAlTi等。沉淀硬化不锈钢:含有较高的铬、镍和很低的碳常见的有CrNiCuNb、CrNiAl、CrNiMAl等。前两类为铬不锈钢后三类为铬镍不锈钢。不锈钢有哪些物理、力学性能,马氏体不锈钢:能进行淬火淬火后具有较高的硬度、强度和耐磨性及良好的抗氧化性有的有磁性但内应力大且脆。经低温回火后可消除其应力提高塑性切削加工较困难有切屑擦伤或粘结的明显趋向刀具易磨损。当钢中含碳量低于时组织不均匀粘附性强切削时容易产生积屑瘤且断屑困难工件已加工表面质量低。含碳量达,时切削加工性较好。马氏体不锈钢经调质处理后可获得优良的综合力学性能其切削加工性比退火状态有很大改善。铁素体不锈钢:加热冷却时组织稳定不发生相变故热处理不能使其强化只能靠变形强化性能较脆切削加工性一般较好。切屑呈带状切屑容易擦伤或粘结于切削刃上从而增大切削力切削温度升高同时可能使工件表面产生撕裂现象。奥氏体不锈钢:由于含有较多的镍(或锰)加热时组织不变故淬火不能使其强化可略改善其加工性。通过冷加工硬化可大幅度提高强度如果再经时效处理抗拉强度可达,MPa。奥氏体不锈钢切削时的带状切屑连绵不断断屑困难极易产生加工硬化硬化层给下一次切削带来很大难度使刀具急剧磨损刀具耐用度大幅度下降。奥氏体不锈钢具有优良的力学性能良好的耐蚀能力较突出的是冷变形能力无磁性。奥氏体铁素体不锈钢:有硬度极高的金属间化合物析出强度比奥氏体不锈钢高其切削加工性更差。沉淀硬化不锈钢:含有能起沉淀硬化的铊、铝、钼、钛等合金元素它们在回火时时效析出产生沉淀硬化使钢具有很高的强度和硬度。由于含碳量低保证了足够的含铬量因此具有良好的耐腐蚀性能。不锈钢有哪些切削特点不锈钢的切削加工性比中碳钢差得多。以普通号钢的切削加工性作为奥氏体不锈钢CrNiTi的相对切削加工性为铁素体不锈钢Cr为马氏体不锈钢Cr为。其中以奥氏体和奥氏体铁素体不锈钢的切削加工性最差。不锈钢在切削过程中有如下几方面特点:加工硬化严重:在不锈钢中以奥氏体和奥氏体铁素体不锈钢的加工硬化现象最为突出。如奥氏体不锈钢硬化后的强度sb达,MPa而且随sb的提高屈服极限ss升高退火状态的奥氏体不锈钢ss不超过的σb,而加工硬化后达,。加工硬化层的深度可达切削深度的或更大硬化层的硬度比原来的提高,倍。因为不锈钢的塑性大塑性变形时品格歪扭强化系数很大且奥氏体不够稳定在切削应力的作用下部分奥氏体会转变为马氏体再加上化合物杂质在切削热的作用下易于分解呈弥散分布使切削加工时产生硬化层。前一次进给或前一道工序所产生的加工硬化现象严重影响后续工序的顺利进行。切削力大:不锈钢在切削过程中塑性变形大尤其是奥氏体不锈钢(其伸长率超过号钢的倍以上)使切削力增加。同时不锈钢的加工硬化严重热强度高进一步增大了切削抗力切屑的卷曲折断也比较困难。因此加工不锈钢的切削力大如车削CrNiTi的单位切削力为MPa比号钢高。切削温度高:切削时塑性变形及与刀具间的摩擦都很大产生的切削热多加上不锈钢的导热系数约为号钢的,大量切削热都集中在切削区和刀屑接触的界面上散热条件差。在相同的条件下CrNiTi的切削温度比号钢高左右。切屑不易折断、易粘结:不锈钢的塑性、韧性都很大车加工时切屑连绵不断不仅影响操作的顺利进行切屑还会挤伤已加工表面。在高温、高压下不锈钢与其他金属的亲和性强易产生粘附现象并形成积屑瘤既加剧刀具磨损又会出现撕扯现象而使已加工表面恶化。含碳量较低的马氏体不锈钢的这一特点更为明显。刀具易磨损:切削不锈钢过程中的亲和作用使刀屑间产生粘结、扩散从而使刀具产生粘结磨损、扩散磨损致使刀具前刀面产生月牙洼切削刃还会形成微小的剥落和缺口加上不锈钢中的碳化物(如TiC)微粒硬度很高切削时直接与刀具接触、摩擦擦伤刀具还有加工硬化现象均会使刀具磨损加剧。线膨胀系数大:不锈钢的线膨胀系数约为碳素钢的倍在切削温度作用下工件容易产生热变形尺寸精度较难控制。切削不锈钢时怎样选择刀具材料,合理选择刀具材料是保证高效率切削加工不锈钢的重要条件。根据不锈钢的切削特点要求刀具材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。目前常用的刀具材料有高速钢和硬质合金。高速钢的选择:高速钢主要用来制造铣刀、钻头、丝锥、拉刀等复杂多刃刀具。普通高速钢WCrV使用时刀具耐用度很低已不符合需要采用新型高速钢刀具切削不锈钢可获得较好的效果。在相同的车削条件下用WCrV和wCrV两种材料的刀具加工CrNi工件刀具刃磨一次加工的件数分别为,件和件用wCrV的刀具耐用度提高了几倍。这是由于提高了钢的含碳量从而增加了钢中碳化物含量常温硬度提高HRC红硬性更好时由WCrV的HRC上升到HRC,耐磨性比WCrV提高,倍。应用高钒高速钢WCrVMo制作型面铣刀加工CrNi可以获得较高的刀具耐用度。因为含钒量增加可在钢中形成硬度很高的VC细小的VC存在于晶介可以阻止晶粒长大提高钢的耐磨性WCrVMo的红硬性很好时硬度可达HRC因此适合于制作切削不锈钢的各种复杂刀具。但其强度(sb=MPa)及冲击韧性(ak=Jcm)略低于WCrV使用时要稍加注意。随着刀具制作技术的不断发展对于批量大的工件采用硬质合金多刃、复杂刀具进行切削加工效果会更好。硬质合金的选择:YG类硬质合金的韧性较好可采用较大的前角刀刃也可以磨得锋利些使切削轻快且切屑与刀具不易产生粘结较适于加工不锈钢。特别是在振动的粗车和断续切削时YG类合金的这一优点更为重要。另外YG类合金的导热性较好其导热系数比高速钢高将近两倍比YT类合金高一倍。因此YG类合金在不锈钢切削中应用较多特别是在粗车刀、切断刀、扩孔钻及铰刀等制造中应用更为广泛。较长时期以来一般都采用YG、YG、YGN、YW、YW等普通牌号的硬质合金作为切削不锈钢的刀具材料但均不能获得较理想的效果采用新牌号硬质合金如、、、、、、YM、YM、YM、YST、YD等切削不锈钢可获得较好的效果。而用牌号硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢效果很好因为合金既具有较高的硬度(HRA)、强度(sb=MPa)又具有良好的高温韧性、抗氧化性、抗粘结性其组织致密耐磨性好。切削不锈钢时怎样选择刀具几何参数,前角g:不锈钢的硬度、强度并不高但其塑性、韧性都较好热强性高切削时切屑不易被切离。在保证刀具有足够强度的前提下应选用较大的前角这样不仅能够减小被切削金属的塑性变形而且可以降低切削力和切削温度同时使硬化层深度减小。车削各种不锈钢的前角大致为,。对马氏体不锈钢(如Cr)前角可取较大值对奥氏体和奥氏体铁素体不锈钢前角应取较小值对未经调质处理或调质后硬度较低的不锈钢可取较大前角直径较小或薄壁工件宜采用较大的前角。高速钢铣刀取gn=,硬质合金铣刀取gn=,铰刀一般取g=,丝锥一般取g=,(机用)或g=(手用)。后角a:加大后角能减小后刀面与加工表面的摩擦但会使切削刃的强度和散热能力降低。后角的合理值取决于切削厚度切削厚度小时宜选较大后角。不锈钢车刀或镗刀通常取a=,(精加工)或a=,(粗加工)高速钢端铣刀取a=,立铣刀取a=,硬度合金端铣刀取a=,立铣刀取a=,铰刀和丝锥取a=,。图双刃倾角断屑车刀主偏角kr、副偏角k′r和re:减小主偏角可增加刀刃工作长度有利于散热但在切削过程中使径向力加大容易产生振动常取kr=,若机床刚性不足可适当加大。副偏角常取k′r=,。为了加强刀尖一般应磨出e=,mm的刀尖圆弧。刃倾角ls:为了增加刀尖强度刃倾角一般取ls=,断续切削时取较大值ls=,。生产实践中为了加大切屑变形提高刀尖强度与散热能力采用双刃倾角车刀取得了良好的断屑效果也加宽了断屑范围如图所示。第一刃倾角ls第二刃倾角在接近刀尖部位ls第二刃倾角的刀刃长度lls。ap。当双刃倾角车刀的g=、a=,、kr=或、倒棱前角g=、re=,mm时在Vc=,mmin、f=,mmr、ap=,mm的条件下切削断屑效果良好刀具耐用度高。要求刀具前后刀面的表面粗糙度值小刀具磨钝标锥VB为加工一般材料的。切削不锈钢时怎样选择刀具断(卷)屑槽和刃口形式,切削不锈钢时还应选择合适的刀具断(卷)屑槽以便控制连绵不断的切屑通常采用全圆弧形或直线圆弧形断(卷)屑槽。断(卷)屑槽的宽度Bn=,mm槽深h=,mmRn=,mm。一般情况下粗车时ap、f大断(卷)屑槽宜宽而浅精车时ap、f小应窄而深些。断(卷)屑槽的形式见图。切削加工过程中如果发生切屑缠绕在工件或刀具上的现象表示断(卷)屑槽过宽过浅可加大进给量使切屑折断如果切屑挤轧在槽内发出吱吱叫声或切屑飞溅伤人表示断(卷)屑槽太窄太深这时可减小进给量。同时还要注意控制断(卷)屑槽的位置。断(卷)屑槽的尺寸见表、表和表。表外圆车刀断(卷)屑槽尺寸工件直径半径Rn宽度Bn前角g倒棱尺寸bg(mm)(mm)(mm)()(mm)精车:,粗车:,,,,,,精车:,粗车:,,表镗刀断(卷)屑槽尺寸加工CrNiTi奥氏体不锈钢及中等硬度Cr加工耐浓硝酸不锈钢及较硬的Cr、Cr等镗孔直半径马氏体不锈钢马氏体不锈钢径Rn(mm)(mm)宽度Bn(mm)前角g()宽度Bn(mm)前角g(),,,,,,,表切断刀断(卷)屑槽尺寸切断直径(mm),,,,,,半径Rn(mm)宽度Bn(mm)前角g()切削不锈钢时怎样选择切削用量,切削用量对加工不锈钢时的加工硬化、切削力、切削热等有很大影响特别是对刀具耐用度的影响较大。选择的切削用量合理与否将直接影响切削效果。表车螺纹和钻、扩、铰孔时的切削用量切削速度Vc进给量f切削深度ap工序名称(mmin)(mmr)(mm)车螺纹,,钻孔,,扩孔,,,铰孔,,,注:刀具材料为高速钢切削速度Vc:加工不锈钢时切削速度稍微提高一点切削温度就会高出许多刀具磨损加剧耐用度则大幅度下降。为了保证合理的刀具耐用度就要降低切削速度一般按车削普通碳钢的,选取。镗孔和切断时由于刀具刚性、散热条件、冷却润滑效果及排屑情况都比车外圆差切削速度还要适当降低。不同种类的不锈钢的切削加工性各不相同切削速度也需相应调整。一般CrNiTi等奥氏体不锈钢的切削速度校正系数Kv为硬度在HRC以下的cr等马氏体不锈钢的Kv为,硬度为HRC,的Cr等马氏体不锈钢的Kv为,硬度在HRC以上的Cr等马氏体不锈钢的Kv为,耐浓硝酸不锈钢的Kv为,。切削深度ap:粗加工时余量较大应选用较大的切深可减少走刀次数同时可避免刀尖与毛坯表皮接触减轻刀具磨损。但加大切深应注意不要因切削力过大而引起振动可选ap=,mm。精加工时可选较小的切削深度还要避开硬化层一般采用ap=,mm。进给量f:进给量的增大不仅受到机床动力的限制而且切削残留高度和积屑瘤高度都随进给量的增加而加大因此进给量不能过大。为提高加工表面质量精加工时应采用较小的进给量。同时应注意f不得小于mmr避免微量进给以免在加工硬化区进行切削并且应注意切削刃不要在切削表面停留。加工不锈钢的切削用量见表和表。表不锈钢的常用切削用量工件车外圆镗孔切断直径范精加工好用吗品牌按摩霜推荐去黑头晚霜哪个围粗加工好补水磨砂去角质什么牌子的好祛痘抗氧化哪(mm)种好主轴转速主轴转速主轴转速进给量f主轴转速n进给量f进给量f进给量fnnn(mmr)(mmin)(mmr)(mmr)(mmr)(mmin)(mmin)(mmin),,,,,,,手动,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,以下注:工件材料:CrNiTi刀具材料:YG。表中较小的直径选用较高的主轴转速较大的直径选用较低的转速。当工件材料和刀具材料不同时主轴转速应根据具体情况作适当校正。切削不锈钢时怎样选择切削液和冷却方式,由于不锈钢的切削加工性较差对切削液的冷却、润滑、渗透及清洗性能有更高的要求常用的切削液有以下几类:硫化油:是以硫为极压添加剂的切削油。切削过程中能在金属表面形成高熔点硫化物而且在高温下不易破坏具有良好的润滑作用并有一定的冷却效果适用于一般车削、钻孔、铰孔及攻丝。硫化豆油适用于钻、扩、铰孔等工序。直接硫化油的配方是:矿物油硫。间接硫化油的配方是:矿物油,植物油或猪油,硫。机油、锭子油等矿物油:其润滑性能较好但冷却和渗透性较差适用于外圆精车。植物油:如菜油、豆油等其润滑性能较好适用于车螺纹及铰孔、攻丝等工序。乳化液:具有较好的冷却和清洗性能。也有一定的润滑作用可用于不锈钢粗车。在切削加工过程中应使切削液喷嘴对准切削区或最好采用高压冷却、喷雾冷却等冷却方式。表高速钢铣刀加工不锈钢的铣削用量铣刀铣刀直径d主轴转速n进给量f备注种类(mm)(rmin)(mmmin),,当切削宽度和切削深度较小,,手动时进给量f,,取大值反之,,,取小值,,,铣削Cr等,,,马氏体不锈钢,,,时应根据工立铣刀件材料的实际硬度调整铣削用量铣削耐浓硝酸,,,不锈钢时铣削速度及进给量均应适当减小,,,波形刃立铣刀,,,锯片,铣刀,和三或手动,面刃,铣刀怎样对不锈钢进行铣削加工,铣削不锈钢的特点是:不锈钢的粘附性及熔着性强切屑容易粘附在铣刀刀齿上使切削条件恶化逆铣时刀齿先在已经硬化的表面上滑行增加了加工硬化的趋势铣削时冲击、振动较大使铣刀刀齿易崩刃和磨损。铣削不锈钢除端铣刀和部分立铣刀可用硬质合金作铣刀刀齿材料外其余各类铣刀均采用高速钢特别是钨钼系和高钒高速钢具有良好的效果其刀具耐用度可比WCrV提高,倍。适宜制作不锈钢铣刀的硬质合金牌号有YG、YW、、、YST、YS、YS等。铣削不锈钢时切削刃既要锋利又要能承受冲击容屑槽要大。可采用大螺旋角铣刀(圆柱铣刀、立铣刀)螺旋角b从增加到(gn=)刀具耐用度可提高倍以上因为此时铣刀的工作前角ge由增加到以上铣削轻快。但b值不宜再大特别是立铣刀以b为宜以免削弱刀齿。采用波形刃立铣刀加工不锈钢管材或薄壁件切削轻快振动小切屑易碎工件不变形。用硬质合金立铣刀高速铣削、可转位端铣刀铣削不锈钢都能取得良好的效果。用银白屑(SWC)端铣刀铣削CrNiTi其几何参数为gf=、gp=、af=、ap=、kr=、k′r=、g=、bg=mm、re=mm当Vc=,mmin、Vf=,mmmin、a′p=,mm并且每齿进给量达,mm时铣削力减小,铣削功率下降效率也大大提高。其原理是在主切削刃上磨出负倒棱铣削时人为地产生积屑瘤使其代替切削刃进行切削积屑瘤的前角gb可达~,由于主偏角的作用积屑瘤受到一个前刀面上产生的平行于切削刃的推力作用而成为副屑流出从而带走了切削热降低了切削温度。铣削不锈钢时应尽可能采用顺铣法加工。不对称顺铣法能保证切削刃平稳地从金属中切离切屑粘结接触面积较小在高速离心力的作用下易被甩掉以免刀齿重新切入工件时切屑冲击前刀面产生剥落和崩刃现象提高刀具的耐用度。采用喷雾冷却法效果最为显着可提高铣刀耐用度一倍以上如用一般乳化液冷却应保证切削液流量达到充分冷却。硬质合金铣刀铣削不锈钢时取Vc=,mminVf=,mmmin同时应根据合金牌号及工件材料的不同作适当调整。高速钢铣刀的切削用量见表。怎样对不锈钢进行钻孔,钻孔时应注意哪些问题,在不锈钢工件上钻孔常采用麻花钻对淬硬不锈钢可用硬质合金钻头有条件时可用超硬高速钢或超细晶粒硬质合金钻头。钻孔时扭矩和轴向力大切屑易粘结、不易折断且排屑困难加工硬化加剧钻头转角处易磨损钻头刚性差易产生振动。因此要求钻头磨出分屑槽修磨横刃以减小轴向力修磨成双顶角以改善散热条件。钻削不锈钢的典型钻头(即不锈钢群钻)如图所示。图不锈钢断屑钻头图不锈钢群钻图S形硬质合金钻头图四刃带钻头图中LdL>L>LRdh=dbd。使用这种钻头钻削CrNiTi时对mm、mm、呾mm三种直径的钻头采用n=rminf=mmr、mmr、mmr、mmr四种不同的进给量均可顺利地断屑和排屑。还可采用不锈钢断屑钻头(图)、S形硬质合金钻头(图)、四刃带钻头(图)及可转位硬质合金浅孔钻。用不锈钢断屑钻头(图)加工马氏体不锈钢Crl时只需磨出EE处断屑槽而钻削加工lCrlNiTi奥氏体不锈钢时还需加开AA处断屑槽。不锈钢断屑钻头的具体参数及适用的钻削用量见表。S形硬质合金钻头的特点是:无横刃可减小轴向力钻心处前角为正值刃口锋利钻心厚度增大提高了钻头刚性有两个喷切削液孔圆弧形切削刃及排屑槽分布合理便于切屑成小块以利排出。可转位硬质合金浅孔钻的特点是:钻头前端不对称装有两片凸三角形刀片分屑切除孔的不同部分能自动定心孔的直线性好并且切入切出长度短刀片前刀面上带有多个坑状断屑槽切削性能良好尤其是断屑可靠切屑呈一致的碎卷屑内冷却使切削液直接喷向钻削加工表面改善冷却效果排屑非常通畅特别是可根据工件材料采用不同牌号的硬质合金刀片切削速度达,mmin钻削非常轻快。加工奥氏体不锈钢的钻削用量见表。表不锈钢断屑钻头的断屑槽和钻削用量钻头直径d半径RE宽度BA半径RE宽度BE主轴转速n进给量f(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mmin)(mmr),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,钻削不锈钢时经常发现钻头容易磨损、折断孔表面粗糙有时出现深沟而无法消除孔径过大孔形不圆或向一边倾斜等现象。在操作时应注意下列事项:几何形状必须刃磨正确两切削刃要保持对称。钻头后角过大会产生“扎刀”现象引起颤振使钻出的孔呈多角形。应修磨横刃以减小钻孔轴向力。钻头必须装正保持钻头锋利用钝后应及时修磨。合理选择钻头几何参数和钻削用量按钻孔深度要求应尽量缩短钻头长度、加大钻心厚度以增加刚性。使用高速钢钻头时切削速度不可过高以防烧坏刀刃。进给量不宜过大以防钻头磨损加剧或使孔钻偏在切入和切出时进给量应适当调小。充分冷却润滑切削液一般以硫化油为宜流量不得少于,Lmin不可中途停止冷却在直径较大时应尽可能采用内冷却方式。认真注意钻削过程应及时观察切屑排出状况若发现切屑杂乱卷绕立即退刀检查以防止切屑堵塞。还应注意机床运转声音发现异常应及时退刀不能让钻头在钻削表面上停留以防钻削表面硬化加剧。表奥氏体不锈钢的钻削用量钻头直径d主轴转速n进给量f(mm)(mmin)(mmr),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,上一页下一页责任编辑:尚华旗分享到:新浪微博腾讯微博QQ空间搜狐微博网易微博百度空间豆瓣网欢迎发布新闻稿(企业新闻、新产品、招商代理、促销信息、技术文章等),投稿邮箱:,,怎样解决耐酸不锈钢钻孔时的断屑问题,耐酸不锈钢的塑性和韧性都很大钻孔时存在的主要问题是不容易断屑影响切削液的流入切削区温度高刀具耐用度低生产率低。在钻孔时切削负荷大形成切屑要消耗很多的能量再加上这类不锈钢的高温强度和硬度高钻屑在切离时不易折断同时冷作硬化现象非常严重表面硬化程度可达以上硬化层厚度达,mm。耐酸不锈钢的导热系数小只有碳钢的,切削区温度很高与其他金属的亲和作用强以及材料中存在的硬质点加剧了刀具的磨损。为了解决耐酸不锈钢钻孔时的断屑问题研制了新型钻耐酸不锈钢断屑群钻用它钻孔时切屑长mm左右呈“礼花”状从孔中排出断屑效果十分理想。在钻孔过程中要出这种切屑的关键是:一要使分屑点处于临界分屑状态二要适当磨出钻尖高(h=D,D)和圆弧半径(R=D)三是L=,mm位置应选择恰当并配合适当大的进给量和较低的切削速度使切屑在斜拧状态中折断。使用耐酸不锈钢断屑群钻钻孔时应选用较低的切削速度和较大的进给量有利于实现断屑。怎样对不锈钢进行铰孔,对不锈钢铰孔时经常遇到的问题是:孔表面容易划出沟槽粗糙度差孔径超差呈喇叭口铰刀易磨损等。不同种类不锈钢的切削加工性不同在铰孔中所表现出的问题也不一样如对CrNiTi等奥氏体不锈钢和耐浓硝酸不锈钢铰孔时主要是铰刀磨损问题而对Cr等马氏体不锈钢铰孔时主要是不容易保证铰孔的粗糙度和尺寸精度问题。为了避免这些问题应注意以下事项:合理选择铰刀和铰削用量是保证铰孔顺利进行的关键。()提高预加工工序质量防止预加工孔出现划沟、椭圆、多边形、锥度或喇叭口、腰鼓形状、轴心线弯曲、偏斜等现象。保持工件材质硬度适中尤其对Cr马氏体不锈钢调质处理后的硬度在HRC以下为宜。正确安装铰刀和工件铰刀必须装正铰刀轴线应和工件预加工孔的轴线保持一致以保证各刀齿均匀切削。选用合适的切削液可以解决不锈钢的切屑粘附问题并使之顺利排屑从而降低孔表面粗糙度和提高刀具耐用度。一般以使用硫化油为宜若在硫化油中添加,CCl或在猪油中添加,CCl对降低表面粗糙度有显着的效果。由于CCl对人体有害宜采用硫化油,和煤油,的混合液。铰刀直径较大时可采用内冷却方式。认真注意铰孔的过程严格检查刀齿的跳动量是获得均匀铰削的关键。在铰削过程中注意切屑的形状由于铰削余量小切屑呈箔卷状或呈很短的螺卷状。若切屑大小不一有的呈碎末状、有的呈小块状说明铰削不均匀。若切屑呈条的弹簧状说明铰削余量太大。若切屑呈针状、碎片状说明铰刀已经磨钝。还要防止切屑堵塞应勤于观察刀齿有无粘屑以避免孔径超差。使用硬质合金铰刀铰孔时会出现孔收缩现象为防止退刀时将孔拉毛可采取加大主偏角来改善这种情况。怎样对不锈钢进行攻丝,在不锈钢上攻丝比在普遍钢材上攻丝要困难得多。经常出现由于扭矩大丝锥被“咬死”在螺孔中崩齿或折断螺纹表面不光沟纹尺寸超差乱扣和丝锥磨损严重等现象。因此攻制不锈钢螺纹时应采取相应的技术措施加以解决。攻制不锈钢螺纹时“胀牙”现象比较严重丝锥容易“咬死”在孔中所以螺纹底孔应适当加大。一般情况下螺距为mm以下的螺纹底孔直径等于公称直径减去螺距螺距大于mm时螺纹底孔直径等于公称直径减去倍螺距。图加工不锈钢用的无槽丝锥选择合适的丝锥和合理的切削用量是关系到攻丝质量的关键。丝锥材料应选含钴或铝超硬高速钢主偏角和螺距、丝锥把数有关头锥kr=,二锥、三锥为kr=,校准部分一般取,扣螺纹长度并有,mmmm的倒锥容屑槽方向一般取b=,可以控制切屑流动方向对于直槽丝锥可以将丝锥前端改磨成螺旋形丝锥的前角一般为gp=,后角为,。可采用无槽丝锥对不锈钢攻丝见图。使用无槽丝锥挤丝前的底孔直径为:d=dw()P式中:dw工件螺纹外径mmP螺距。()不锈钢攻丝时应保证有足够的冷却润滑液。通常可选用硫化油,CCl白铅油机油或其他矿物油煤油稀释氯化石蜡等。在攻丝的过程中万一丝锥折断可将工件放在硝酸溶液中进行腐蚀可以很快将高速钢丝锥腐蚀而不报废工件。磨削不锈钢有哪些特点,不锈钢的韧性大热强度高而砂轮磨粒的切削刃具有较大的负前角磨削过程中磨屑不容易被切离切削阻力大挤压、摩擦剧烈。单位面积磨削力很大磨削温度可达,。同时在高温高压的作用下磨屑易粘附在砂轮上填满磨粒问的空隙使磨粒失去切削作用。不锈钢的类型不同产生砂轮堵塞的情况也不相同如磨削耐浓硝酸不锈钢及耐热不锈钢粘附、堵塞现象比CrNiTi严重而Cr、Cr等马氏体不锈钢就比较轻。不锈钢的导热系数小磨削时的高温不易导出工件表面易产生烧伤、退火等现象退火层深度有时可达,mm。磨削过程中产生严重的挤压变形导致磨削表面产生加工硬化特别是磨削奥氏体不锈钢时由于奥氏体组织不够稳定磨后易产生马氏体组织使表面硬化严重。不锈钢的线膨胀系数大在磨削热的作用下易产生变形其尺寸难以控制。尤其是薄壁和细长的零件此现象更为严重。多数类型的不锈钢不能被磁化在平面磨削时只能靠机械夹固或专用夹具来夹持工件利用工件侧面夹紧工件产生变形和造成形状或尺寸误差薄板工件更为突出。同时也会引起磨削过程中的颤振而出现鳞斑状的波纹。磨削不锈钢时怎样选择砂轮,磨料:白刚玉具有较好的切削性能和自锐性适于磨削马氏体及马氏体铁素体不锈钢单晶刚玉磨料适用于磨削奥氏体和奥氏体铁素体不锈钢微晶刚玉磨料是由许多微小的晶体组成的强度高、韧性和自锐性好其自锐的特点是沿微晶的缝隙碎裂从而获得微刃性和微刃等高性可以减少烧伤、拉毛等现象并可以降低磨削表面粗糙度适于磨削各种不锈钢立方氮化硼磨料的硬度很高热稳定性好化学惰性高在,不氧化磨粒的刃尖不易变钝产生的磨削热也少适用于磨削各种不锈钢。为了减少粘附现象也可采用碳化硅和人造金刚石为磨料的砂轮。粒度:磨削不锈钢时一般以采用号、号、号中等粒度的砂轮为宜其中粗磨时采用号、号粒度精磨用号粒度。为了同时适用于粗磨和精磨则采用号或号粒度。结合剂:磨削不锈钢要求砂轮具有较高的强度以便承受较大的冲击载荷。陶瓷结合剂耐热、抗腐蚀用它制成的砂轮能很好地保持切削性能不怕潮湿且有多孔性适合于制作磨削不锈钢砂轮的结合剂。磨削耐浓硝酸不锈钢等材料内孔时可采用树脂结合剂制造砂轮。硬度:应选用硬度较低的砂轮以提高自锐性。一般选用G,N硬度的砂轮其中以K,L使用最为普遍使用微晶刚玉作磨料的内圆磨砂轮则以J硬度为宜。组织:为了避免磨削过程中砂轮堵塞砂轮组织应选较疏松的一般选用号,号较为合适。磨削不锈钢时怎样选择磨削用量,陶瓷结合剂砂轮的速度为,ms树脂结合剂的砂轮速度为,ms。当发现表面烧伤时应将砂轮速度降至,ms。工件速度当工件直径小于mm时n=,rmin大于mm时n=,rmin。用砂轮外圆进行平面精磨时工作台运动速度一般为,mmin粗磨时为,mmin。磨削深度和横向进给量小时取大值横向进给量大时取小值。粗磨深度为,mm精磨深度为mm。修整砂轮后应减小磨削深度。外圆磨削时纵向进给量粗磨时为(,)Bmmr精磨时为(,)Bmmr内圆磨削时纵向进给量粗磨时为(,)Bmmr精磨时为(,)Bmmr砂轮外圆平面磨横向进给量粗磨时(,)Bmmdst精磨时为(,)Bmmdst。磨削不锈钢时应注意什么,应及时修整砂轮粗磨时砂轮要修整粗一些精磨时砂轮要始终保持锋利以免过热烧伤。修整后的砂轮两侧转角处不允许有毛刺存在。低表面粗糙度磨削时粗精磨应分别进行精磨余量一般留mm为宜工件装夹误差大时可留mm。磨削过程中必须充分冷却以带走大量的磨削热和进行冲刷防止砂轮堵塞和工件表面烧伤。冷却液必须清洁不能混入磨屑或砂粒以免将工件拉毛。磨削不锈钢的冷却液一般选用冷却性能较好的乳化液或用含有极压添加剂且表面张力小的冷却液。流量为,Lmin砂轮直径大时为Lmin。不锈钢磨削余量应取小一些外圆磨削时直径上的磨削余量为,mm精磨余量为mm。内圆磨削的余量与外圆磨削基本相同。平面磨削时对面积小、刚性好的零件单边留余量为,mm刚性差、面积大的零件单边留磨削余量,mm。加工不锈钢的实例有哪些,不锈钢的用途很广切削加工的实例也很多在这里仅举几个切削加工的实例以供参考。车削:工件材料为CrNiTi工件尺寸为mm×mm。原用YG硬质合金车刀刀具几何参数g=,a=,kr=ls=,切削用量为Vc=mminap=,mmf=mmr精车一刀需刃磨次车刀且工件表面接刀痕十分明显。后改用YGN硬质合金车刀除将切削速度提高到mmin外其他条件相同精车一刀外圆仅需磨刀次工件表面粗糙度Ra为μm接刀痕也不明显。车螺纹:工件材料为CrNiTi螺纹规格为M×。原用YG硬质合金Vc=mminf=mmrap=,mm刀具刃磨一次加工不了一件。改用硬质合金在Vc=mmin的条件下可加工两件以上效率和刀具耐用度可提高两倍以上。铣削:工件材料为CrNi铣削平面切削用量为Vc=,mminap=,mmaf=mmz。刀具为可转位端铣刀刀具材料为YW刀具几何参数为g=a=kr=ls=。刀具耐用度为min。镗孔:工件材料为CrNiTi刀具材料原用YG和YGH硬质合金刀具几何参数为g=a=kr=ls=。切削用量为Vc=mminap=mmf=mmr。在相同的条件下YG的刀具耐用度为min且不断屑而粘刀YGH的刀具耐用度为min而且切削质量良好。CrNiCuNb钢与CrNiCuNb钢一样为马氏体沉淀硬化不锈钢。CrNiCuNb钢的特性、CrNiCuNb钢中保持较低的碳减少钢中的碳化物数量同时使Ms上升有利于马氏体相变。、CrNiCuNb钢中加入Cr、Ni元素主要作用有三:一是提高钢的电极电位防止原电池的反应产生二是提高淬透性保证固溶冷却后得到马氏体组织三是固溶于马氏体基体组织中为时效做好准备。、CrNiCuNb钢中加入Cu元素主要作用是Cu元素能在不锈钢表面沉积下来作为附加微电极促使不锈钢在很小的阳极电流下就达到钝化状态。当Cu元素含量低于时可锻性良好当Cu元素含量高于时锻造易开裂须烧透先小锻造比轻锤快锻打后大锻造比重锤锻打。、CrNiCuNb钢中加入Nb元素主要作用有二:一是形成碳化物NbC起细化晶粒作用另外防止Cr元素与C元素形成碳化物而降低Cr元素在晶界中的含量导致晶界腐蚀二是与Ni形成金属间化合物在时效时析出。、CrNiCuNb钢中加入Mn元素能提高钢在有机酸中的耐蚀性。加入Si元素可提高钢在无机酸中的耐蚀性。、CrNiCuNb钢经固溶处理后得到马氏体组织钢的硬度在~HRC范围可以进行模具加工然后再对模具进行时效处理因含Cu相的析出及金属间化合物的析出钢的硬度回升到HRC使模具强度、硬度上升获得综合力学性能。CrNiCuNb钢主要化学成分c、Mn、~Ni、~Cr、~Cu、~Nb、Si、P、S。CrNiCuNb钢的热处理工艺CrNiCuNb钢始锻温度~终锻温度锻造后空气中冷却或砂中冷却。CrNiCuNb钢常见的热处理工艺热处理工艺工艺参数硬度要求工艺特点退火加热~保温炉冷至以下出炉空冷~HRC软化组织降低硬度去应力退火加热~保温炉冷或空冷~HRC固溶处理加热保温油冷~HrCCr、Ni、Cu、Nb元素溶入奥氏体中冷却后得到马氏体组织为时效析出做好组织准备加热保温水冷~HRC时效处理加热保温h空冷HRC从马氏体基体组织中析出金属间化合物产生沉淀强化气体氮化氮化温度~保温h炉奢~Pa氨气流量mh空冷或油冷HV提高表面疲劳强度、硬度、耐磨性、耐蚀性与耐热性CrNiCuNb钢的应用CrNiCuNb钢性能与使用几乎同于CrNiCuNb钢适宜于制造高精度、高耐蚀性、高耐磨性的塑料模具。钛合金特性及加工钛合金以其比强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料但由于其切削加工性差长期以来在很大程度上制约了它的应用。随着加工工艺技术的发展近年来钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的,。本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。钛合金的切削加工性及普遍原则钛合金按金属组织分为a相、b相、ab相分别以tatbtc表示其牌号和类型。我公司某新型发动机所用材料为tatc两种。一般铸、锻件采用ta系列棒料用tc系列。特点及切削加工性钛合金相对一般合金钢具有以下优点:比强变高:钛合金密度只有gcm比铁小得多而其强度与普通碳钢相近。机械性能好:钛合金熔点为比铁高具有较高的热强度可在以下工作同时在低温下通常显示出较好的韧性。抗蚀性好:在以下钛合金表面易形成致密的氧化膜故不容易被进一步氧化对大气、海水、蒸汽以及一些酸、碱、盐介质均有较高的抗蚀能力。另一方面钛合金的切削加工性比较差。主要原因为:导热性差致使切削温度很高降低了刀具耐用度。以上温度时表面形成氧化硬层对刀具有强烈的磨损作用。塑性低、硬度高使剪切角增大切屑与前刀面接触长度很小前刀面上应力很大刀刃易发生破损。弹性模量低弹性变形大接近后刀面处工件表面回弹量大所以已加工表面与后刀面的接触面积大磨损严重。钛合金切削过程中的这些特点使其加工变得十分困难导致加工效率低刀具消耗大。切削加工的普遍原则根据钛合金的性质和切削过程中的特点加工时应考虑以下几个方面:尽可能使用硬质合金刀具如钨钴类硬质合金与钛合金化学亲和力小、导热性好、强度也较高。低速下断续切削时可选用耐冲击的超细晶粒硬质合金成形和复杂刀具可用高温性能好的高速钢。采用较小的前角和较大的后角以增大切屑与前刀面的接触长度减小工件与后刀面的摩擦刀尖采用圆弧过渡刃以提高强度避免尖角烧损和崩刃。要保持刀刃锋利以保证排屑流畅避免粘屑崩刃。切削速度宜低以免切削温度过高进给量适中过大易烧刀过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快切削深度可较大使刀尖在硬化层以下工作有利于提高刀具耐用度。加工时须加冷却液充分冷却。切削钛合金时吃刀抗力较大故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形所以切削夹紧力不能大特别是在某些精加工工序时必要时可使用一定的辅助支承。以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则事实上用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。钛合金切削加工的工艺措施车削钛合金车削易获得较好的表面粗糙度加工硬化不严重但切削温度高刀具磨损快。针对这些特点主要在刀具、切削参数方面采取以下措施:刀具材料:根据工厂现有条件选用ygygyght。刀具几何参数:合适的刀具前后角、刀尖磨圆。较低的切削速度。适中的进给量。较深的切削深度。选用的具体参数见表。表车削钛合金参数表工序车刀前角go车刀后角ao刀尖圆弧半径remm切削速度vmmin切削深度apmm进给量fmmr粗车,,,精车,,此外还须注意以下点:充分冷却。车外圆时刀尖不能高于工件中心否则容易扎刀。精车及车削薄壁件时刀具主偏角要大一般为,。铣削钛合金铣削比车削困难因为铣削是断续切削并且切屑易与刀刃发生粘结当粘屑的刀齿再次切入工件时粘屑被碰掉并带走一小块刀具材料形成崩刃极大地降低了刀具的耐用度。因此对钛合金铣削采取了点措施:铣削方式:一般采用顺铣。刀具材料:高速钢m。从工件装夹及设备方面提高工艺系统刚性。这里需要特别指出的是:一般合金钢的加工均不采用顺铣因机床丝杠、螺母间隙的影响顺铣时铣刀作用在工件上在进给方向上的分力与进给方向相同易使工件台产生间隙性窜动造成打刀。对顺铣而言刀齿一开始切入就碰到硬皮而导致刀具破损。但由于逆铣切屑是由薄到厚在最初切入时刀具易与工件发生干摩擦加重刀具的粘屑和崩刃就钛合金而言后一矛盾显得更为突出。此外为使钛合金顺利铣削还应注意以下几点:相对于通用标准铣刀前角应减小后角应加大。铣削速度宜低。尽量采用尖齿铣刀避免使用铲齿铣刀。刀尖应圆滑转接。大量使用切削液。为提高生产效率可适当增加铣削深度与宽度铣削深度一般粗加工为,mm精加工为,mm。磨削磨削钛合金零件常见的问题是粘屑造成砂轮堵塞以及零件表面烧伤。其原因是钛合金的导热性差使磨削区产生高温从而使钛合金与磨料发生粘结、扩散以及强烈的化学反应。粘屑和砂轮堵塞导致磨削比显著下降扩散和化学反应的结果使工件被磨表面烧伤导致零件疲劳强度降低这在磨削钛合金铸件时更为明显。为解决这一问题采取的措施是:选用合适的砂轮材料:绿碳化硅tl。稍低的砂轮硬度:zr。较粗的砂轮粒度:。稍低的砂轮速度:,ms。稍小的进给量。用乳化液充分冷却。钻削钛合金钻削比较困难常在加工过程中出现烧刀和断钻现象。这主要是由于钻头刃磨不良、排屑不及时、冷却不佳以及工艺系统刚性差等几方面原因造成的。因此在钛合金钻削加工中须注意以下几点:刀具材料:高速钢mb或硬质合金。合理的钻头刃磨:加大顶角、减少外缘前角、增大外缘后角倒锥加至标准钻头的,倍。勤退刀并及时清除切屑注意切屑的形状和颜色。如钻削过程中切屑出现羽状或颜色变化时表明钻头已钝应及时换刀刃磨。加足切削液:一般用豆油必要时可加法国oltip钻孔攻丝专用油。提高工艺系统刚性:钻模应固定在工作台上钻模引导宜贴近加工表面尽量使用短钻头。还有一个值得注意的问题是:当采取手动进给时钻头不得在孔中不进不退否则钻刃摩擦加工表面造成加工硬化使钻头变钝。铰削钛合金铰削时刀具磨损不严重使用硬质合金和高速钢铰刀均可。工厂常用的有wcrvmywygyght等。使用硬质合金铰刀时要采取类似钻削的工艺系统刚度防止铰刀崩刃。钛合金铰孔时出现的主要问题是铰孔不光可采取以下解决措施:用油石修窄铰刀刃带宽度以免刃带与孔壁粘结但要保证足够的强度一般刃宽在,mm为好。切削刃与校准部分转接处应为光滑圆弧磨损后要及时修磨并要求各齿圆弧大小一致。必要时可加大校准部分倒锥。两次铰削。粗铰余量mm精铰余量一般小于mm。主轴转速rmin。铰完退刀时手铰不能反转退出机铰应不停车退出铰刀。攻丝钛合金攻丝特别是mmm以下的小孔攻丝相当困难。主要因为切屑细小易与刀刃及工件粘结造成加工表面粗糙度值大扭矩大。攻丝时丝锥选用不当及操作不当极易造成加工硬化加工效率极低并时有丝锥折断现象。其解决办法如下:优先选用一丝到位的跳牙丝锥齿数应较标准丝锥少一般为,齿。切削锥角宜大锥度部分一般为,扣螺纹长度。为便于排屑还可在切削锥部分磨出负倾角。尽量选用短丝锥以增加丝锥刚性。丝锥的倒锥部分应较标准的适当加大以减少丝锥与工件的摩擦。加工螺纹底孔时先粗钻再用扩孔钻扩孔以减小底孔的加工硬化。对于螺距为,mm的螺纹底孔尺寸可加工到国标规定的标准螺纹底孔的上差并允许再加大mm。如果不受螺孔位置及工件形状限制尽量采用机攻避免手工攻丝进给不匀、中途停顿而造成的加工硬化。钛合金以其比强度高、机械性能及抗蚀性良好而成为飞机及发动机理想的制造材料但由于其切削加工性差长期以来在很大程度上制约了它的应用。随着加工工艺技术的发展近年来钛合金已广泛应用于飞机发动机的压气机段、发动机罩、排气装置等零件的制造以及飞机的大梁隔框等结构框架件的制造。我公司某新型航空发动机的钛合金零件约占零件总数的,。本文是在该新机试制过程中积累的对钛合金材料切削特性以及在不同加工方法下表现出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。钛合金的切削加工性及普遍原则钛合金按金属组织分为a相、b相、ab相分别以tatbtc表示其牌号和类型。我公司某新型发动机所用材料为tatc两种。一般铸、锻件采用ta系列棒料用tc系列。特点及切削加工性钛合金相对一般合金钢具有以下优点:比强变高:钛合金密度只有gcm比铁小得多而其强度与普通碳钢相近。机械性能好:钛合金熔点为比铁高具有较高的热强度可在以下工作同时在低温下通常显示出较好的韧性。抗蚀性好:在以下钛合金表面易形成致密的氧化膜故不容易被进一步氧化对大气、海水、蒸汽以及一些酸、碱、盐介质均有较高的抗蚀能力。另一方面钛合金的切削加工性比较差。主要原因为:导热性差致使切削温度很高降低了刀具耐用度。以上温度时表面形成氧化硬层对刀具有强烈的磨损作用。塑性低、硬度高使剪切角增大切屑与前刀面接触长度很小前刀面上应力很大刀刃易发生破损。弹性模量低弹性变形大接近后刀面处工件表面回弹量大所以已加工表面与后刀面的接触面积大磨损严重。钛合金切削过程中的这些特点使其加工变得十分困难导致加工效率低刀具消耗大。切削加工的普遍原则根据钛合金的性质和切削过程中的特点加工时应考虑以下几个方面:尽可能使用硬质合金刀具如钨钴类硬质合金与钛合金化学亲和力小、导热性好、强度也较高。低速下断续切削时可选用耐冲击的超细晶粒硬质合金成形和复杂刀具可用高温性能好的高速钢。采用较小的前角和较大的后角以增大切屑与前刀面的接触长度减小工件与后刀面的摩擦刀尖采用圆弧过渡刃以提高强度避免尖角烧损和崩刃。要保持刀刃锋利以保证排屑流畅避免粘屑崩刃。切削速度宜低以免切削温度过高进给量适中过大易烧刀过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快切削深度可较大使刀尖在硬化层以下工作有利于提高刀具耐用度。加工时须加冷却液充分冷却。切削钛合金时吃刀抗力较大故工艺系统需保证有足够的刚度。由于钛合金易变形所以切削夹紧力不能大特别是在某些精加工工序时必要时可使用一定的辅助支承。以上是钛合金加工时需考虑的普遍原则事实上用不同的加工方法时及在不同的条件下存在着不同的矛盾突出点和解决问题的侧重点。机攻避免手工攻丝进给不匀、中途停顿而造成的加工硬化。

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