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鈦合金加工中如何提高刀具壽命

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2015-11-3 12:46:31
由于零件制造商的加工條件各異,被加工零件的特點也不相同,現有鈦合金加工的刀具壽命為1小時,總的金屬切除率為每分鐘0.6立方英寸。然后,該公司將這些數據與采用ADVAN-TiGE技術進行加工的生產率和刀具壽命結果進行了對比。
 
鈦合金的彈性模數小,如TC4的彈性模量E=110GPa,約為鋼的一半,因而由切削力所引起的被加工件彈性變形大,將降低工件精度,為此要改善加工系統的剛性。工件必須很牢固地裝夾,刀具對工件支承點的刀矩減到最小。刀具必須鋒利,否則將發生振動、磨擦,使刀具耐用度縮短,工件精度下降。切削鈦合金時,僅在切削速度1~5mm/min的范圍內,才有積屑瘤形成。因此在一般生產條件下切削鈦合金時,不會產生積屑瘤。工件與刀具之間的磨擦系數并不很大,容易得到良好的表面質量。采用冷卻潤滑液對于改善鈦合金表面微觀幾何形狀是沒有效果的,切削鈦合金時已加工表面粗糙度較低是由于刀具上沒有積屑瘤的緣故。但是,為了改善切削條件,降低切削溫度,提高刀具壽命,同時為了消除火災的危險,加工時使用大量可溶性冷卻劑也是必要的。通常鈦合金零件加工時沒有發火燃燒的現象,可是在微切削狀態下加工時有發火燃燒現象,為了避免這種危險性,應該:①大量使用冷卻液;②及時從機床上掃除切屑;③備有滅火器材;④及時更換用鈍的刀具;⑤工件表面污染時易引起火花,此時必須降低切削速度;⑥比薄切屑相比,厚切屑不易產生火花,因此要加大走刀量,加大走刀量不會象加大切削速度那樣使溫度迅速升高。
 
為了應對這種趨勢,機床制造商公司推出了一種鈦合金加工新技術——ADVAN-TiGE。據稱,該技術可使加工鈦合金的生產率至少提高3倍,刀具壽命翻一番。該技術應用于公司的T系列五軸,該系列機床的優先機型是T2和規格較大的T4。具有自控能力的主軸采用多個主軸位移傳感器來測量由過大切削力引起的主軸移動。該公司的控制器接收到來自傳感器的反饋信號后,根據承受的切屑負荷來調整加工狀態,并保護主軸和工具系統不被損壞。該技術使主軸可以監測、分辨和判斷加工狀況,并據此作出反應,優化和穩定切削條件。加工鈦合金的典型車刀具有如下特點:①刀片材料為YG6X,YG10HT;②前角較小,一般γ0=4°~6°,增強刀頭強度;③有f=0.05~0.1mm的負倒棱,以增強刀刃的強度;④后角較大,一般α0=14°~16°,以減少后面的磨擦,提高刀具耐用度;⑤一般不允許磨出尖角或過渡刃,而磨出刀尖圓角r=0.5mm左右,粗車時可達r=1~2mm,以增強刀尖強度;⑥精車或車削薄壁件時,刀具主偏角要大,一般為75°~90°。使用乳化液冷卻,可有效地提高刀具耐用度。在保證刀頭強度的前提下使刀頭具有高的耐磨性和硬度是合理加工鈦合金的關健。因此選用的YG6X刀片在刃磨后應當用金剛石或碳化硅油石背刀(背出倒棱),達到消除刃磨鋸口、增強刀刃強度的目的。冷卻潤滑系統(流量為52.8gpm,壓力為1,000psi)可將冷卻液直接輸送到刀具/工件界面處,提高多槽刀具的排屑能力。冷卻系統包括上置式噴淋頭、主軸噴嘴和通過主軸內部的冷卻液。此外,該公司的系統可以優化潤滑劑和冷卻液,將其送至刀尖處,使刀具壽命成倍提高。
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