1、首頁行業(yè)信息行業(yè)信息合金磨削刀具-鈦合金的切削加工摘要：文件地點(diǎn)傳真-上海500kV世博輸變電工程設(shè)備采購招標(biāo)混凝土機(jī)械設(shè)備-我國混凝土泵車的研發(fā)趨 勢(shì)器材行業(yè)企業(yè)-2008年是紡織機(jī)械發(fā)展預(yù)測除塵器粉塵氣體-現(xiàn)代鍋爐除塵設(shè)備簡介控制器技術(shù)空調(diào)-我 國將制定變頻控制器標(biāo)準(zhǔn)終結(jié)市場混亂新產(chǎn)品功能水平-中聯(lián)環(huán)衛(wèi)機(jī)械公司五款新產(chǎn)品通過驗(yàn)收波蘭裝配 廠徐州-擴(kuò)大歐洲市場份額徐工波蘭裝配廠落成叉車鳥巢開幕式-龍工叉車為奧運(yùn)鳥巢極速“變裝”出力 (圖)刀具加工刀片-Kennametal公司推出KB9640新刀具工程機(jī)械企業(yè)-工程機(jī)械租賃業(yè)發(fā)展前景廣闊1.鈦 合金可分為哪幾類?鈦是同素異構(gòu)體，熔點(diǎn)為1720

2、C，在低于882C時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu)，稱為a鈦； 在882C以上呈體心立方品格結(jié)構(gòu)，稱為8鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀?使其相變溫度及相分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金。室溫下，合金，磨削，刀具，絲錐，切屑，砂輪， 磨損，鉸刀，硬質(zhì)合金,溫度，鈦合金可分為哪幾類?鈦是同素異構(gòu)體，熔點(diǎn)為1720C，在低于882C時(shí)呈密排六方晶格結(jié)構(gòu)，稱為a鈦；在882C以上呈體心 立方品格結(jié)構(gòu)，稱為8鈦。利用鈦的上述兩種結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)，添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?，使其相變溫度及?分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金。室溫下，鈦合金有三種基體組織，鈦合金也就分為以下三類：a鈦合金：它是

3、a相固溶體組成的單相合金，不論是在一般溫度下還是在較高的實(shí)際應(yīng)用溫度下， 均是a相，組織穩(wěn)定，耐磨性高于純鈦，抗氧化能力強(qiáng)。在500C600C的溫度下，仍保持其強(qiáng)度和抗 蠕變性能，但不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度不高。8鈦合金：它是8相固溶體組成的單相合金，未熱處理即具有較高的強(qiáng)度，淬火、時(shí)效后合金得到 進(jìn)一步強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度可達(dá)13721666 MPa ；但熱穩(wěn)定性較差，不宜在高溫下使用。a + 8鈦合金：它是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變 形性能，能較好地進(jìn)行熱壓力加工，能進(jìn)行淬火、時(shí)效使合金強(qiáng)化。熱處理后的強(qiáng)度約比退火狀態(tài)提高50% 100% ;高溫強(qiáng)

4、度高，可在400C500C的溫度下長期工作，其熱穩(wěn)定性次于a鈦合金。三種鈦合金中最常用的是a鈦合金和a+8鈦合金；a鈦合金的切削加工性最好，a+p鈦合金次之，8 鈦合金最差。a鈦合金代號(hào)為TA，8鈦合金代號(hào)為TB，a+8鈦合金代號(hào)為TC。鈦合金有哪些性能和用途？鈦是一種新型金屬，鈦的性能與所含碳、氮、氫、氧等雜質(zhì)含量有關(guān)，最純的碘化鈦雜質(zhì)含量不超過， 但其強(qiáng)度低、塑性高。工業(yè)純鈦的性能為：密度P=cm3，熔點(diǎn)為1800C，導(dǎo)熱系數(shù)入=，抗拉強(qiáng)度 ob=539MPa，伸長率8=25%，斷面收縮率中=25%，彈性模量E=X105MPa，硬度HB195。比強(qiáng)度高：鈦合金的密度一般在cm3左右，僅為鋼

5、的60%，純鈦的強(qiáng)度接近普通鋼的強(qiáng)度，一些高強(qiáng) 度鈦合金超過了許多合金結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度。因此鈦合金的比強(qiáng)度(強(qiáng)度/密度)遠(yuǎn)大于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，見表 7-1，可制出單位強(qiáng)度高、剛性好、質(zhì)輕的零、部件。目前飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件、骨架、蒙皮、緊固件及起落 架等都使用鈦合金。熱強(qiáng)度高：對(duì)于a鈦合金，在350C時(shí)TA6的鞏達(dá)422MPa、TA7的ob達(dá)491MPa，在500C時(shí)TA8的 ob 達(dá) 687MPa；對(duì)于 a + 8 鈦合金，在 400C 時(shí) TC4 的 ob 達(dá) 618MPa、TC10 的 ob 達(dá) 834 MPa，在 450C 時(shí)TC6和TC7的ob均達(dá)589MPa、TC8的ob達(dá)706MPa，

6、在500C時(shí)TC9的ob達(dá)785MPa。這兩類鈦合金 在150C500C范圍內(nèi)仍有很高的比強(qiáng)度，而鋁合金在150C時(shí)比強(qiáng)度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達(dá) 500C，鋁合金則在200C以下。抗蝕性好：鈦合金在潮濕的大氣和海水介質(zhì)中工作，其抗蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼；對(duì)點(diǎn)蝕、酸蝕、應(yīng)力腐蝕 的抵抗力特別強(qiáng)；對(duì)堿、氯化物、氯的有機(jī)物品、硝酸、硫酸等有優(yōu)良的抗腐蝕能力。但鈦對(duì)具有還原性 氧及銘鹽介質(zhì)的抗蝕性差。低溫性能好：鈦合金在低溫和超低溫下，仍能保持其力學(xué)性能。在-100C和-196C時(shí)TA4的ob分別為 893MPa 和 1207MPa,在-196C和-253C時(shí) TA7 的 ob 分別為 1216MP

7、a 和 1543MPa、TC1 的 ob 分別為 1133MPa 和1354MPa、TC4的ob分別為1511MPa和1785MPa。因此，鈦合金也是一種重要的低溫結(jié)構(gòu)材料?；瘜W(xué)活性大：鈦的化學(xué)活性大，與大氣中0、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產(chǎn)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。 含碳量大于時(shí)，會(huì)在鈦合金中形成硬質(zhì)TiC；溫度較高時(shí)，與N作用也會(huì)形成TiN硬質(zhì)表層；在600C以 上時(shí)，鈦吸收氧形成硬度很高的硬化層；氫含量上升，也會(huì)形成脆化層。吸收氣體而產(chǎn)生的硬脆表層深度 可達(dá)mm，硬化程度為20%30%。鈦的化學(xué)親和性也大，易與摩擦表面產(chǎn)生粘附現(xiàn)象。導(dǎo)熱系數(shù)小、彈性模量?。衡伒膶?dǎo)熱系數(shù)入=/，約為鎳的1

8、/4,鐵的1/5，鋁的1/14，而各種鈦合金 的導(dǎo)熱系數(shù)比鈦的導(dǎo)熱系數(shù)約下降50%。鈦合金的彈性模量約為鋼的1/2,故其剛性差、易變形，不宜制 作細(xì)長桿和薄壁件，切削時(shí)加工表面的回彈量很大，約為不銹鋼的23倍，造成刀具后刀面的劇烈摩擦、 粘附、粘結(jié)磨損。鈦合金的牌號(hào)、性能見表7-2。鈦合金有哪些切削特點(diǎn)？鈦合金的硬度大于HB350時(shí)切削加工特別困難，小于HB300時(shí)則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象，也難于切削。但鈦合 金的硬度只是難于切削加工的一個(gè)方面，關(guān)鍵在于鈦合金本身化學(xué)、物理、力學(xué)性能間的綜合對(duì)其切削加 工性的影響。鈦合金有如下切削特點(diǎn)：變形系數(shù)?。哼@是鈦合金切削加工的顯著特點(diǎn)，變形系數(shù)小于或接近于1

9、。切屑在前刀面上滑動(dòng)摩擦的 路程大大增大，加速刀具磨損。切削溫度高：由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很小(只相當(dāng)于45號(hào)鋼的1 /51/7)，切屑與前刀面的接觸長度極 短，切削時(shí)產(chǎn)生的熱不易傳出，集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi)，切削溫度很高。在相同的切削 條件下，切削溫度可比切削45號(hào)鋼時(shí)高出一倍以上。單位面積上的切削力大：主切削力比切鋼時(shí)約小20%，由于切屑與前刀面的接觸長度極短，單位接觸 面積上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同時(shí)，由于鈦合金的彈性模量小，加工時(shí)在徑向力作用下容易 產(chǎn)生彎曲變形，引起振動(dòng)，加大刀具磨損并影響零件的精度。因此，要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重：由于鈦的化學(xué)

10、活性大，在高的切削溫度下，很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外 皮；同時(shí)切削過程中的塑性變形也會(huì)造成表面硬化。冷硬現(xiàn)象不僅會(huì)降低零件的疲勞強(qiáng)度，而且能加劇刀 具磨損，是切削鈦合金時(shí)的一個(gè)很重要特點(diǎn)。刀具易磨損：毛坯經(jīng)過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工后，形成硬而脆的不均勻外皮，極易造成崩刃現(xiàn)象， 使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。另外，由于鈦合金對(duì)刀具材料的化學(xué)親和性強(qiáng)，在切削溫 度高和單位面積上切削力大的條件下，刀具很容易產(chǎn)生粘結(jié)磨損。車削鈦合金時(shí)，有時(shí)前刀面的磨損甚至 比后刀面更為嚴(yán)重；進(jìn)給量f%26lt; mm/r時(shí)，磨損主要發(fā)生在后刀面上；當(dāng)f%26gt; mm/r時(shí)，前刀面將 出

11、現(xiàn)磨損；用硬質(zhì)合金刀具精車和半精車時(shí)，后刀面的磨損以VBmax%26lt; mm較合適。切削鈦合金時(shí)怎樣選擇刀具材料? 切削加工鈦合金應(yīng)從降低切削溫度和減少粘結(jié)兩方面出發(fā)，選用紅硬性好、抗彎強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好、與 鈦合金親和性差的刀具材料，YG類硬質(zhì)合金比較合適。由于高速鋼的耐熱性差，因此應(yīng)盡量采用硬質(zhì)合金 制作的刀具。常用的硬質(zhì)合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。涂層刀片和YT類硬質(zhì)合金會(huì)與鈦合金產(chǎn)生劇烈的親和作用，加劇刀具的粘結(jié)磨損，不宜用來切削鈦合金； 對(duì)于復(fù)雜、多刃刀具，可選用高釩高速鋼(如W12Cr4V4Mo)、高鉆高速鋼(如W2M

12、o9Cr4VCo8)或鋁高速鋼(如 W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等刀具材料，適于制作切削鈦合金的鉆頭、鉸刀、立銑刀、拉刀、絲錐等 刀具。采用金剛石和立方氮化硼作刀具切削鈦合金，可取得顯著效果。如用天然金剛石刀具在乳化液冷卻的條件 下，切削速度可達(dá)200 m/min；若不用切削液，在同等磨損量時(shí)，允許的切削速度僅為100m/min。切削鈦合金時(shí)怎樣選擇刀具幾何參數(shù)？前角Y0：鈦合金切屑與前刀面的接觸長度短，前角較小時(shí)既可增加刀屑的接觸面積，使切削熱和切削 力不至于過分集中在切削刃附近，改善散熱條件，又能加強(qiáng)切削刃，減小崩損的可能性。一般取Y0=5 15。后角a0：鈦合金

13、巳加工表面彈性恢復(fù)大、冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重，采用大后角可減小對(duì)后刀面造成的摩擦、粘 附、粘結(jié)、撕裂等現(xiàn)象，以減小后刀面的磨損。各種切削鈦合金刀具的后角基本上都大于等于15。主偏角Kr和副偏角Kr：切削鈦合金時(shí)切削溫度高、彈性變形傾向大，在工藝系統(tǒng)剛性允許的條件 下，應(yīng)盡量減小主偏角，以增加切削部分的散熱面積和減小切削刃單位長度上的負(fù)荷，一般采用Kr=30， 粗加工時(shí)取Kr=45。減小副偏角可以加強(qiáng)刀尖，有利于散熱和降低加工表面粗糙度值，一般取Kr =1015。刃傾角As：由于毛坯有硬皮和表層組織不均勻，粗車時(shí)切削刃容易崩損，為了增加切削刃的強(qiáng)度和鋒 利程度，應(yīng)加大切屑的滑動(dòng)速度，一般取As =-3-5

14、，精車時(shí)As =0。刀尖圓弧半徑re：切削鈦合金時(shí)刀尖是最薄弱的部分，容易崩掉和磨損，需磨出刀尖圓弧，一般re=。車削時(shí)采用負(fù)倒棱(by= mm，Y01=-100)，斷(卷)屑槽的槽底圓弧半徑Rn=68 mm。另外，刀具刃磨質(zhì)量對(duì)提高其耐用度也十分重要。硬質(zhì)合金刀具宜用金剛石砂輪刃磨，切削時(shí)刃口必須鋒 利，前后刀面的表面粗糙度Ra值應(yīng)小于，刃口部分不允許有微小的缺口。刀具刃磨后進(jìn)行研磨，其耐用度 可提高30%。切削鈦合金時(shí)怎樣選擇切削用量？切削鈦合金時(shí)，切削溫度高、刀具耐用度低，切削用量中切削速度對(duì)切削溫度的影響最大，因此應(yīng)力求使 所選擇的切削速度下產(chǎn)生的切削溫度接近最佳范圍。高速鋼刀具切削鈦

15、合金時(shí)的最佳切削溫度約為480C 540C，硬質(zhì)合金刀具約為650C750C。切削鈦合金一般采用較低的切削速度、較大的切削深度和進(jìn)給 量。切削速度Vc：切削速度對(duì)刀具耐用度影響最大，最好能使刀具在相對(duì)磨損最小的最佳切削速度下工作。 切削不同牌號(hào)的鈦合金，由于強(qiáng)度差別較大，切削速度應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。切削深度對(duì)切削速度也有一定影響， 應(yīng)根據(jù)不同的切削深度來確定切削速度的大小，核正系數(shù)見表7-3和表7-4。進(jìn)給量f：進(jìn)給量對(duì)刀具的耐用度影響較小，在保證加工表面粗糙度的條件下，可選較大的進(jìn)給量，一 般取f=mm/r。進(jìn)給量太小，使刀具在硬化層內(nèi)切削，增加刀具磨損，同時(shí)極薄的切屑在高的切削溫度 下容易自燃，因

16、此不允許f%26lt; mm/r。切削深度ap：切削深度對(duì)刀具耐用度的影響最小，一般選用較大的切削深度，這樣不僅可以避免刀尖 在硬化層內(nèi)切削，減小刀具磨損，還可增加刀刃工作長度，有利于散熱，一般取ap=15 mm。車削鈦合金的切削用量見表7-5。切削鈦合金時(shí)怎樣選擇切削液？切削鈦合金時(shí)，為了降低切削溫度，應(yīng)當(dāng)向切削區(qū)域澆注大量的以冷卻作用為主的切削液。對(duì)切削液的要 求有導(dǎo)熱系數(shù)大、比熱大、熱容量大、汽化熱大、汽化速度快、流量大、流速快。一般說來，水比油的導(dǎo) 熱系數(shù)大35倍，比熱大1倍，汽化熱幾乎大10倍左右，故用水溶性切削液較為合適。車、銑削鈦合金 時(shí)，常采用乳化液，或采用有極壓添加劑的水溶性

17、切削液。極壓乳化劑的配方為：石油磺酸鈉10%油酸3%石油磺酸鉛6%三乙醇胺%氯化石蠟4% 20號(hào)機(jī)油%氯化硬脂酸3%極壓添加劑的水溶性切削液的配方為：氯化脂肪酸、聚氯乙烯磷酸三鈉%三乙醇胺1%2%亞硝酸鈉水其余對(duì)于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、拉削、攻絲等工序，應(yīng)該采用潤滑作用較大的極壓可溶性油作切削液，如蓖麻油、 油酸、硫化油、氯化油等。冷卻潤滑的方法最好采用高壓噴霧冷卻法、高壓內(nèi)冷卻法等，這樣才可起到良好的冷卻、潤滑作用。切削 液流量不少于1520 L / min。切削鈦合金時(shí)應(yīng)注意哪些問題？在切削鈦合金的過程中，應(yīng)注意的事項(xiàng)有：由于鈦合金的彈性模量小，工件在加工中的夾緊變形和受力變形大，會(huì)降低工件的

18、加工精度；工件安裝 時(shí)夾緊力不宜過大，必要時(shí)可增加輔助支承。如果使用含氯的切削液，切削過程中在高溫下將分解釋放出氫氣，被鈦吸收引起氫脆；也可能引起鈦合 金高溫應(yīng)力腐蝕開裂。切削液中的氯化物使用時(shí)還可能分解或揮發(fā)有毒氣體，使用時(shí)宜采取安全防護(hù)措施，否則不應(yīng)使用；切 削后應(yīng)及時(shí)用不含氯的清洗劑徹底清洗零件，清除含氯殘留物。禁止使用鉛或鋅基合金制作的工、夾具與鈦合金接觸，銅、錫、鎘及其合金也同樣禁止使用。與鈦合金接觸的所有工、夾具或其他裝置都必須潔凈；經(jīng)清洗過的鈦合金零件，要防止油脂或指印污染， 否則以后可能造成鹽(氯化鈉)的應(yīng)力腐蝕。一般情況下切削加工鈦合金時(shí)，沒有發(fā)火危險(xiǎn)，只有在微量切削時(shí)，切下

19、的細(xì)小切屑才有發(fā)火燃燒現(xiàn)象。 為了避免火災(zāi)，除大量澆注切削液之外，還應(yīng)防止切屑在機(jī)床上堆積，刀具用鈍后立即進(jìn)行更換，或降低 切削速度，加大進(jìn)給量以加大切屑厚度。若一旦著火，應(yīng)采用滑石粉、石灰石粉末、干砂等滅火器材進(jìn)行 撲滅，嚴(yán)禁使用四氯化碳、二氧化碳滅火器，也不能澆水，因?yàn)樗芗铀偃紵?，甚至?dǎo)致氫爆炸。怎樣對(duì)鈦合金進(jìn)行銑削？鈦合金在惰性氣體介質(zhì)中低速銑削時(shí)，切屑變形系數(shù)大于；但在大氣中，銑削速度Vc=30 m/min時(shí)，切屑 變形系數(shù)小于，這是因?yàn)殁伜辖鹪诟邷劂娤鲿r(shí)，對(duì)大氣中氧和氮的親和性很大，在800C高溫條件下，鈦 合金的切屑便激烈地從周圍大氣中吸收這些氣體，產(chǎn)生相變并使縮短的銑屑重新伸長

20、。鈦合金銑削時(shí)溫度 很高，沖擊力大，應(yīng)選用能很好地承受交變載荷和熱沖擊的銑刀刀齒材料。通常選用YG類硬質(zhì)合金，也 可用鉆、鋁超硬高速鋼。鈦合金銑刀的幾何參數(shù)和銑削用量見表7-6和表7-7。銑削鈦合金時(shí)，宜采用不對(duì)稱順銑法，這樣刀齒前面遠(yuǎn)離刀尖部分首先接觸工件，刀齒切離時(shí)的切屑很薄， 不易粘結(jié)在切削刃上。而逆銑時(shí)正相反，容易粘屑，當(dāng)?shù)洱X再次切入時(shí)切屑被碰斷，造成刀具材料剝落崩 刃。端銑刀與工件軸線間的偏移量e可決定銑刀刀齒與工件首先接觸的最佳部位，順銑或逆銑及切離時(shí)切屑厚 度的大小，一般以偏移量e=do為宜(do為端銑刀直徑)。由于鈦合金的彈性模量小，順銑造成讓刀現(xiàn)象，要求機(jī)床和刀具有較大的剛性

21、。銑削時(shí)刀具與切屑的接觸 長度短，不易卷屑，要求刀具具有較好的刀齒強(qiáng)度及較大的容屑空間，否則切屑堵塞會(huì)造成刀具劇烈磨損。怎樣對(duì)鈦合金進(jìn)行鉆孔？鉆孔為半封閉式切削，對(duì)鈦合金鉆孔過程中切削溫度很高，鉆孔后回彈大，鉆屑長而薄，易粘結(jié)而不易排 出，經(jīng)常造成鉆頭被咬住、扭斷等惡性事故。因此要求鉆頭具有高的強(qiáng)度和好的剛性，鉆頭與鈦合金的化 學(xué)親和性要小，最好采用硬質(zhì)合金鉆頭，但目前最常用的仍是麻花鉆，經(jīng)過采取一些措施改進(jìn)后，也能取 得較好的效果。改進(jìn)鉆頭：為滿足對(duì)鈦合金鉆孔的需要，應(yīng)對(duì)麻花鉆采取以下改進(jìn)措施：加大鉆頭頂角，2=135140 ；增大鉆頭外緣處后角，取1215 ；增大螺旋角，p=3540； 增

22、大鉆心厚度，取do(do為鉆頭直徑)。采用“S”形或“X”形修磨鉆頭橫刃，橫刃長度b=do，同時(shí)保證橫刃的對(duì)稱度W mm。兩種形式的橫刃 均可形成第二切削刃，起到分屑作用和減小鉆孔時(shí)的軸向力。最常用的是在麻花鉆上磨出適于對(duì)鈦合金鉆孔的切削刃形，即鈦合金群鉆，其切削部分的形狀見圖7-1。圖中外內(nèi)刃頂角2。和2。，在鉆頭直徑do%26gt;310mm時(shí)均為130140，do%26gt;1030 mm時(shí) 為 125 140；外刃后角 a 在 do%26gt;310mm 時(shí)為 12 18，do%26gt;1030 mm 時(shí)為 10 15； 橫刃斜角巾=45；內(nèi)刃前角yt=-10-15；內(nèi)刃斜角t=10

23、15；圓弧刃后角aR=1820。鈦合金群鉆的有關(guān)參數(shù)和鉆削用量見表7-8和表7-9。 在鉆頭上做出四條導(dǎo)向刃帶，加大鉆頭截面慣性矩，提高剛性，還自然地形成兩條輔助冷卻槽，耐用度比 標(biāo)準(zhǔn)鉆頭提高3倍左右，切削溫度約降低20%。同時(shí)由于導(dǎo)向穩(wěn)定減小了孔擴(kuò)張量，如3 mm的四刃帶 鉆頭鉆孔孔擴(kuò)張量為mm，而標(biāo)準(zhǔn)鉆頭為mm。（2）選擇適宜的槍鉆：在鉆鈦合金長徑比大于5的深孔時(shí)，當(dāng)孔徑小于等于30 mm時(shí)，一般采用硬質(zhì)合金槍 鉆，見圖7-2；當(dāng)孔徑大于30 mm時(shí)，采用硬質(zhì)合金B(yǎng)TA鉆頭或噴吸鉆等。用圖7-2所示槍鉆鉆削TC11的 孔，孔深204 mm（長徑比約為26），可保證表面粗糙度Ra為um，生產(chǎn)

24、率提高4倍，切屑呈“梅花”形或“C”形碎屑，排屑正常。用硬質(zhì)合金槍鉆鉆長徑比大于30的深孔時(shí)，在軸向施加小于100Hz的振動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)鉆孔，可使得工件表面 粗糙度Ra為um，生產(chǎn)率提高5倍。具體參數(shù)為Vc=17m/min，f= min/r，振幅為mm，頻率35 Hz，工件 圓度4 um，表面粗糙度Ra為um。選擇合適的切削液：鉆淺孔時(shí)可選用電解切削液，其成分為癸二酸7%10%，三乙醇胺7%10%， 甘油7%10%，硼酸7%10%，亞硝酸鈉3%5%，其余為水。鉆深孔時(shí)不宜選用水基切削液，因?yàn)樗诟邷叵驴赡茉谇邢魅猩闲纬烧羝麣馀?，易產(chǎn)生積屑瘤，使鉆孔不 穩(wěn)定。宜采用N32機(jī)油加煤油，其配比為3:1或

25、3:2，也可采用硫化切削油。怎樣對(duì)鈦合金進(jìn)行鉸孔？用高速鋼和YG類硬質(zhì)合金制作的鉸刀都可用于鈦合金零件上鉸孔。高速鋼鉸刀主要用于純鈦鉸孔，YG類 硬質(zhì)合金鉸刀主要用于鈦合金鉸孔。鈦合金鉸刀有直齒鉸刀、階梯鉸刀和帶刃傾角的階梯鉸刀三種，直齒 鉸刀鉸出的工件孔徑最大，階梯鉸刀次之，帶刃傾角的階梯餃刀最小。階梯鉸刀的第一錐在切削的同時(shí)為 第二錐起了導(dǎo)向作用，也為第二錐留下了極為穩(wěn)定的余量，實(shí)際上起到了粗鉸和精鉸的作用；帶刃傾角的 階梯鉸刀在刃傾角的作用下，提高鉸孔過程的平穩(wěn)性，并使切屑向下排出，不會(huì)摩擦、劃傷孔壁，因而鉸 出的孔徑精度比階梯鉸刀更高些。鈦合金鉸刀的幾何參數(shù)一般選用前角Y0=05，硬質(zhì)

26、合金鉸刀取小值；后角a0=1015；切削錐 角Kr=1530。階梯鉸刀的第二錐角為15，刃傾角入s=-15。為了加大鈦合金鉸刀的容屑空間， 齒數(shù)應(yīng)少于標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，齒槽角6=8590。各種鈦合金鉸刀參數(shù)見圖7-3、圖7-4和圖7-5。鈦合金鉸刀的直徑由鉸出孔的擴(kuò)張量大小來確定，一般高速鋼鉸刀擴(kuò)張量取，硬質(zhì)合金鉸刀擴(kuò)張量取。對(duì)鈦合金鉸孔時(shí)，粗鉸余量2ap= mm，精鉸余量2ap =mm，直徑小時(shí)取小值，反之取大值。硬質(zhì)合 金鉸刀的切削用量Vc=1550 m/min，f=r，鉸孔直徑大時(shí)取大值，反之取小值。高速鋼鉸刀的鉸削用量 見表7-10。鉸削鈦合金時(shí)，最好使用切削液，常用的是電解切削液或混合油（成

27、分為蓖麻油60%和煤油40%）。對(duì)鈦合金拉削時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ 首先，根據(jù)鈦合金材料的特性和切削特點(diǎn)，在拉刀設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題：拉刀的前后角直接影響拉刀的切削效果。用高速鋼制作的拉刀前角一般取Y0=1020。，硬質(zhì)合金 拉刀丫0=8。15。用于外拉的拉刀切削齒后角ap =10。12。，校準(zhǔn)齒后角ak =8。10。；用于 內(nèi)拉的切削齒后角ap=5。8。，校準(zhǔn)齒后角ak=2。3。；高速鋼和硬質(zhì)合金拉刀的這兩個(gè)后角相同。 對(duì)于粗拉刀前后角用小值，精拉刀用大值。鈦合金拉刀只要條件允許應(yīng)盡可能做出刃傾角，一般取入s=5。10。拉刀前后刀面的粗糙度RaW um。校準(zhǔn)齒上盡可能不留刃帶，若需要時(shí)

28、，其寬度應(yīng)小于等于mm。由于鈦合金的彈性模量小，加工后回彈大，開槽拉刀刀齒寬度至少應(yīng)等于或稍大于槽寬的下限尺寸，以 免拉出的槽窄達(dá)不到要求。拉刀卷屑臺(tái)的形式與拉削高溫合金的基本相同。鈦合金拉刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)一般為：粗拉刀VBWmm，精拉刀VBWmm。再就是選用合理的拉削用量，在保證刀具耐用度的前提下提高生產(chǎn)效率。高速鋼拉刀的拉削速度Vc=6 m/min，粗拉刀的齒升量為mm，精拉刀為mm；硬質(zhì)合金拉刀的拉削速度Vc=1530 m/min，粗拉刀的 齒升量為mm，精拉刀為。拉削鈦合金工件時(shí)必須使用切削液，一般采用油基切削液，常用的是混合油(蓖麻油60%，煤油40%)。還 可選用另一種切削油，其成分為

29、：聚醚30%，酯類油30%，N7機(jī)械油30%，防銹添加劑和抗泡沫添加劑 10%。怎樣對(duì)鈦合金進(jìn)行攻絲？鈦合金攻絲是鈦合金切削加工中最困難的工序，特別是攻制小螺紋。這種困難主要表現(xiàn)在攻絲時(shí)的總扭矩 大，約為45號(hào)鋼的2倍；絲錐刀齒過快地磨損、崩刃，甚至被“咬死”在螺紋孔內(nèi)而折斷。這是由于鈦合 金的彈性模量太小，螺紋表面產(chǎn)生很大的回彈，使絲錐與工件接觸的面積增大，造成很大的摩擦扭矩，磨 損加?。涣硗?，切屑細(xì)小不易拳曲，有粘刀現(xiàn)象，造成排屑困難。因此，解決鈦合金攻絲問題的關(guān)鍵是減 小攻絲時(shí)絲錐與工件的接觸面積。普通絲錐：必須經(jīng)過技術(shù)處理后方能攻制鈦合金螺紋。對(duì)普通絲錐進(jìn)行處理的措施為：增大容屑空間，

30、 減少齒數(shù)；在校準(zhǔn)齒上留出mm的刀帶后，將后角加大到20。30。，并沿絲錐全長磨去齒背中段；保 留23扣校準(zhǔn)齒后將后部的倒錐由mm/100 mm增大至mm/100 mm。當(dāng)其他條件完全相同時(shí)，若將齒 背寬度減小(磨去)1/22/3,攻絲扭矩下降1/41/3。修正齒絲錐：修正齒絲錐是把標(biāo)準(zhǔn)絲錐的成形法加工螺紋改為漸成法，工作原理如圖7-6所示。由圖可 知，修正齒絲錐的齒形角a0小于螺紋齒形角a1，使絲錐齒側(cè)與被切螺紋側(cè)表面形成一側(cè)隙角O = (a1-a0)/2,并將絲錐螺紋做出較大的倒錐，使得摩擦扭矩大大減小，同時(shí)也利于切削液的冷卻潤滑。圖中各角度間的關(guān)系式為：tanS=tan Kr (tan(

31、a1/2)cot(a0/2) -1) 設(shè)計(jì)攻制普通螺紋的修正齒絲錐時(shí)，為檢驗(yàn)方便，一般取絲錐齒形角a0=55。，切削錐角8可在2。30, 7。30之間選取。標(biāo)準(zhǔn)絲錐的倒錐是從校準(zhǔn)齒開始的，倒錐量為mm/100 mm；修正齒絲錐的倒錐則是從第一個(gè)切削齒開始， 并且倒錐數(shù)值遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)絲錐，如Kr =730的修正齒絲錐可達(dá)mm/100 mm。由于倒錐量加大，修正齒 絲錐的校準(zhǔn)部分便起不了導(dǎo)向作用，在切削錐前端時(shí)必須做出圓柱導(dǎo)向部，以避免絲錐剛攻入時(shí)產(chǎn)生歪斜， 圓柱導(dǎo)向部的公稱尺寸及公差取決于攻絲前的底孔尺寸。圖7-7是修正齒絲錐的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)示例。修 正齒絲錐攻制的螺紋表面粗糙度不如成形式絲錐。跳

32、牙絲錐：跳牙絲錐是在切削齒和校準(zhǔn)齒上相間地去掉螺扣，其最大的特點(diǎn)是有效地減小了絲錐與工件 的接觸面積，使攻絲扭矩顯著下降。由于間齒攻絲，相鄰螺扣側(cè)刃之間有較寬綽的空間，改善了容屑和切 削液進(jìn)入切削區(qū)的條件，提高了絲錐的耐用度；同時(shí)在制造絲錐時(shí)，砂輪外緣頂部也不需過分尖銳，改善 了磨削條件。跳牙絲錐示意圖見圖7-8。在相同的切削條件下經(jīng)試驗(yàn)比較，跳牙絲錐的攻絲扭矩約為標(biāo)準(zhǔn)絲錐的30%50%，修正齒絲錐的35% 60%，耐用度比修正齒絲錐高13倍，用跳牙絲錐對(duì)鈦合金攻絲效果最好。螺紋底孔：對(duì)鈦合金攻絲一般按牙高率(螺孔實(shí)際牙型高度與理論高度的比率)不超過70%為依據(jù)來選 取底孔直徑大小，即螺紋底孔

33、直徑d1= 8p(d0為螺紋公稱尺寸，p為螺矩)。小直徑或粗牙螺紋牙高率可取 大一些，被加工材料強(qiáng)度低或螺紋深度小于螺紋基本直徑時(shí)，可適當(dāng)增大牙高率，但過大會(huì)增大攻絲扭矩， 甚至折斷絲錐。為保證攻絲精度和表面質(zhì)量，螺紋底孔應(yīng)為鉸后的孔。鈦合金的攻絲速度要根據(jù)材料的類型和硬度來確定。a鈦合金的攻絲速度一般取Vc=12m/min，a+8鈦 合金取Vc=6m/min，8鈦合金取Vc=2m/min；鈦合金的硬度WHB350時(shí)選用較高的切削速度，反之選 用較低的切削速度。對(duì)鈦合金攻絲時(shí)，一般用含Cl、P的極壓切削液效果較好，但含Cl的極壓切削液攻絲后必須清洗干凈，防 止零件晶間腐蝕；也可用蓖麻油60%、

34、煤油40%的混合油作切削液。磨削鈦合金有哪些特點(diǎn)？磨削力大：磨削鈦合金時(shí)，和一般磨削規(guī)律一樣，徑向力大于切向力。在相同條件下磨削TC9的徑向分 力幾乎比45號(hào)鋼大4倍，切向分力大80%左右。磨削溫度高：鈦合金磨削時(shí)滑擦過程所占比重大，產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，急劇的彈性、塑性變形和大量的熱 量，致使磨削區(qū)的溫度很高。在相同條件下，磨削TC9的磨削溫度為45號(hào)鋼的2倍，最高時(shí)可達(dá)1000C。砂輪磨損失效：磨削鈦合金時(shí)，除粘結(jié)、擴(kuò)散外，鈦合金與磨粒之間起化學(xué)作用，從而加速了砂輪的磨 損過程。觀察磨削后的砂輪，鈦呈云霧狀分布，幾乎看不到砂輪磨粒。表面質(zhì)量不易保證：鈦合金磨削時(shí)，工件表面容易產(chǎn)生有害的殘余拉應(yīng)力

35、和表面污染層，表面粗糙度數(shù) 值較大。磨后表面殘余拉應(yīng)力數(shù)值大小隨磨削用量的加大而增大，磨削速度是殘余應(yīng)力的主要影響因素。生產(chǎn)率低：在保證所要求的零件加工精度的條件下，很難獲得較高的生產(chǎn)率。磨削時(shí)砂輪容易變鈍失效， 磨削比很低，在相同條件下磨削Tc4的磨削比只有，而45號(hào)鋼為，約為45號(hào)鋼的1/47。磨削鈦合金時(shí)怎樣選擇砂輪？磨料的選擇：白剛玉WA砂輪一般只能在VcW10 m/s的條件下磨削鈦合金，因?yàn)閂c加大會(huì)使磨削溫度 升高，鈦合金表層會(huì)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變；而且在高溫下很容易吸收空氣中的氧形成氧化鈦，并與A12O3生成固 溶體，因而增大了鈦與A12O3的粘附結(jié)合力，加劇砂輪的粘結(jié)磨損。綠碳化硅GC

36、及鈰碳化硅CC磨料與鈦合金粘附較輕，尤以CC砂輪的磨削力小且磨削溫度低。采用混合磨料 (以GC及CC為主磨料，以銘剛玉PA、單晶剛玉SA、鋯剛玉ZA或微晶剛玉MA為副磨料)磨削效果能得到 很大提高，磨削溫度降低到600C以下，磨削比可達(dá)12。采用人造金剛石JR和立方氮化硼CBN超硬磨料磨削鈦合金效果最好。CBN砂輪磨削鈦合金的磨削比比采用 混合磨料高5060倍，且工件表層殘余應(yīng)力幾乎都為壓應(yīng)力，陶瓷CBN砂輪磨削效果見表7-11。粒度和硬度的選擇：粒度和硬度都影響磨削比，粒度的影響大些。磨削鈦合金時(shí)，常用粒度號(hào)為36號(hào) 80號(hào)的磨料、硬度為KM的砂輪；較軟的砂輪磨削力較小且磨削溫度較低，但磨損

37、較大。實(shí)踐證明，既 能減小磨削力又能適當(dāng)提高磨削比，采用粒度為80號(hào)、硬度為J的砂輪為宜。結(jié)合劑的選擇：磨削鈦合金的砂輪一般選用陶瓷結(jié)合劑V，這種結(jié)合劑的砂輪磨削力比較大；對(duì)大而薄 的砂輪選用橡膠結(jié)合劑R，可降低磨削溫度和磨削力。組織的選擇：采用中等偏疏松或疏松的砂輪組織58號(hào)為宜。成型磨削及精密磨削時(shí)，為保持砂輪型 面及磨削表面粗糙度，可選用組織較為緊密的砂輪。磨削鈦合金時(shí)，不同磨削方式使用砂輪的具體選擇見表7-12。磨削鈦合金時(shí)怎樣選擇磨削用量？由于鈦合金的磨削溫度高，再加上鈦合金的化學(xué)活性大，工件表層組織很容易發(fā)生相變，而且容易產(chǎn)生有 害的殘余拉應(yīng)力，會(huì)降低零件的疲勞強(qiáng)度，因此在選擇鈦合

38、金的磨削用量時(shí)首先要考慮的是降低磨削溫度。 磨削速度對(duì)磨削溫度的影響最大，即磨削鈦合金時(shí)的速度不宜太高。具體的鈦合金磨削用量見表7-13。磨削鈦合金時(shí)怎樣選擇磨削液？磨削鈦合金時(shí)，要求磨削液具有冷卻、潤滑和沖洗作用，更重要的是應(yīng)具有抑制鈦與磨料的粘附作用和化 學(xué)作用。目前用得較多的是水溶性磨削液，有亞硝酸鉀溶液、亞硝酸鉀和甲酸鈉溶液、亞硝酸鈉溶液、亞 硝酸鈉和甲酸鈉溶液、亞硝酸胺溶液等。使用含極壓添加劑S、Cl、P的極壓油，效果較好，尤以氯(Cl) 極壓油效果最好，但磨后應(yīng)清洗零件，以防降低零件的抗疲勞強(qiáng)度。對(duì)于緩進(jìn)給磨削推薦選用下述配方制備磨削液：亞硝酸鈉1%，苯甲酸鈉，甘油，三乙醇胺，水(

39、其 余)。使用立方氮化硼CBN砂輪磨削時(shí)不宜使用水溶性磨削液，因BN與水在800C左右會(huì)起化學(xué)反應(yīng)，造 成砂輪過快磨損(BN+H2O一H2BO3+NH3)。使用磨削液時(shí)，應(yīng)特別注意流量要足夠大，每毫米砂輪寬度一般不低于L/min。砂輪線速度越高，流量應(yīng) 越大。水箱容量一般為流量的3倍，以保持磨削液處于較低的溫度。另外，鈦合金的磨削溫度較高，鈦 屑容易引起自燃，在使用油劑磨削液時(shí)，應(yīng)注意防止發(fā)生火災(zāi)。鈦合金有哪些其他的磨削方法？磨削鈦合金除了常用的普通磨削法外，還可采用緩進(jìn)給磨削法和低應(yīng)力磨削法。(1)緩進(jìn)給磨削法：鈦合金的緩進(jìn)給磨削的特點(diǎn)與高溫合金類同，有關(guān)的詳細(xì)情況參照高溫合金的緩進(jìn)給磨 削

40、部分。鈦合金的緩進(jìn)給磨削一般選用GC60GJV的砂輪，磨削速度Vc=2830 m/s，工件速度Vw=70 mm/min，磨削深度ap=12 mm。工件表面粗糙度值要求較小時(shí)，應(yīng)采用較硬的砂輪；成形磨削時(shí)，可用 金剛石滾輪或鋼滾輪來修整砂輪。低應(yīng)力磨削法：鈦合金的低應(yīng)力磨削是靠減小磨去單位體積金屬消耗的能量，來降低磨后工件表層的殘 余拉應(yīng)力，消除燒傷、變形和裂紋，很適合鈦合金的磨削。低應(yīng)力磨削應(yīng)采取以下措施：使用較軟的砂輪， 經(jīng)常保持砂輪和修整工具的鋒利，減小徑向進(jìn)給量(或磨削深度)，降低磨削速度，大量充分使用性能好的 磨削液。但此法生產(chǎn)率低，只適用于承受很高應(yīng)力的零件(如：高循環(huán)應(yīng)力或在腐蝕條件下工作的零件)， 用這種磨削法可提高零件的疲勞強(qiáng)度。其磨削用量見表7- 14。為了達(dá)到低應(yīng)力磨削效果，應(yīng)嚴(yán)格控制粗、半精、精磨三個(gè)階段的徑向進(jìn)給量(或磨削深度)：粗磨階段。由毛坯尺寸磨至比最終尺寸大mm，采用frW mm/st。半精磨階段。再磨至比最終尺寸大mm，采用fr= mm/單行程，半精磨前應(yīng)修整砂輪。精磨階段。磨至最終尺寸，采用fr= mm/st，或根據(jù)需要用24個(gè)行程的無火花磨削至最終尺寸，精 磨前應(yīng)修整砂輪。用金剛石刀具切削加工鈦合金有哪些特點(diǎn)？從加工鈦合金的各種刀