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钛合金薄壁件加工难点分析

发布时间:2019-12-25 08:10:00

钛合金薄壁件加工难点分析

钛合金航空薄壁件的加工既有薄壁件的特点,又有难加工材料的特点。以作者公司加工的钛合金筒形件为例,阐述了航空薄壁件的加工。

TC4钛合金的比强度高于超高强度钢。钛的化学活性很高。在600℃以上,钛吸收氧气并形成一个坚硬的层。钛的导热系数约为铁的1/5,铝的1/14。钛的弹性模量约为钢的1/2。由于钛合金的特殊性能,加工过程中主要存在以下困难:

(1) 钛合金的切削变形系数接近1,切屑在前表面的滑动摩擦距离大大增加,加速了刀具的磨损。

(2) 在相同条件下,TC4比45钢高1倍以上。

(3) 由于刀具与切屑的接触长度较短,单位接触面积上的切削力大大增加,容易折断刃口。

(4) 它具有较高的化学活性,易产生表面劣化和污染层,使结构不均匀,严重损坏刀具,造成切口、削片和剥落。

(5) 由于钛合金亲和力高,切削温度高,刀具在切削过程中粘着现象严重,在切削过程中会引起粘着磨损。因此,在钛合金薄壁件的加工过程中,会出现切屑、断屑和切屑的去除,因此很难防止加工件的变形。

夹紧方案设计:由于粗加工时有卡盘,此时工件刚性较好。采用普通车床自定心卡盘,夹紧力大,可防止零件在大切削力加工过程中松动,卡盘不被切断。半精加工和精加工时,夹紧力要小,防止夹紧变形。在两步过程中应使用软爪。考虑到加工中的工件此时已形成薄壁结构,在零件内孔处增加芯板,以增加整个工艺系统的刚度。软盖爪如图2所示,芯板如图3所示,图4为软盖爪与芯板的夹紧部分。

钛合金切削性能差,是典型的难加工材料之一。这就要求我们在工作中理论联系实际,在实际工作中积累加工经验,针对存在的问题制定切实可行的钛合金加工施工工艺方案。为了更好地指导钛合金在实际中的应用,本文对钛合金材料及零件的加工设备、刀具、夹具、切削参数等加工方法进行了总结和论证,希望对制造业同行有所帮助和启发。