鈦合金精密加工如何選擇刀具

航空航天行業(yè)的精密加工對于材料的要求很高，為了滿足航空設(shè)備的特殊性和受航空航天環(huán)境的影響，鈦合金這種特殊材料在航空航天行業(yè)的應(yīng)用較常見。

鈦合金的比重小，決定了其質(zhì)量小、硬度和熱強(qiáng)度高，耐高溫、耐海水和酸堿腐蝕等一系列優(yōu)良的物理機(jī)械性能，使其不論在何種環(huán)境都可使用。另外，鈦合金的變形系數(shù)極小，因此在航天、航空、船舶、石油、化工等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。正因為鈦合金具有與普通材料不一樣的特性，決定了它在精密加工中的難度很大。因鈦合金材料的變形系數(shù)小、切削溫度高、刀尖應(yīng)力大、加工硬化嚴(yán)重，在切削加工時刀具容易磨損和崩刃，難以保證切削加工質(zhì)量。那如何對其進(jìn)行切削加工呢？

鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)小、切削溫度高、刀具磨損較大且耐用度低，因此應(yīng)選用與鈦化學(xué)親和作用小、導(dǎo)熱系數(shù)高、強(qiáng)度大、晶粒度小的鎢鈷類硬質(zhì)合金刀具，如YG8、YG3等。在車削加工鈦合金過程中，斷屑是加工中的難題，特別是純鈦的加工，為了達(dá)到斷屑目的，可將切削部分刃磨成全弧形的卷屑槽，前淺后深，前窄后寬，使切屑更容易向外排出，從而避免切屑纏繞在工件表面，造成工件表面劃傷。

鈦合金切削變形系數(shù)小，刀—屑接觸的面積小，切削溫度高。為了減少切削熱的產(chǎn)生，所選用的硬質(zhì)合金車刀前角不宜過大（一般取5-8°）；由于鈦合金的硬度高，為增大車刀的抗沖擊強(qiáng)度，不宜選擇過大的車刀后角（一般取5°）。為加強(qiáng)刀尖部分的強(qiáng)度，改善散熱條件，提高刀具的抗沖擊能力，采用絕對值較大的負(fù)刃傾角。在加工過程中，合理控制切削速度，不宜過快，并且使用鈦合金專用切削液冷卻，可有效提高刀具壽命，并選取合理的進(jìn)給量。

航空航天行業(yè)的鉆削加工比較常見，而鈦合金鉆削比較困難，常在加工過程中出現(xiàn)燒刀和斷鉆現(xiàn)象，主要是由于鉆頭刃磨不良、排屑不及時、冷卻不佳以及工藝系統(tǒng)剛性差等方面原因造成的。根據(jù)鉆頭直徑確定磨窄橫刃，寬度一般在0.5mm，以便減少軸向力和因阻力帶來的振動。同時，在距離鉆頭尖部5-8mm處，將鉆頭刃帶磨窄（留0.5mm左右），有利于鉆頭排屑。正確刃磨幾何形狀，兩切削刃保持對稱，可以防止鉆頭僅一面刀刃進(jìn)行切削。如果切削力全部集中在一側(cè)，會使鉆頭過早磨損，甚至因打滑造成崩刃。始終要保持刀刃的鋒利，當(dāng)?shù)度凶冣g時，應(yīng)立即停鉆，重新刃磨鉆頭。如果用變鈍的鉆頭繼續(xù)強(qiáng)行鉆削，鉆頭會很快因摩擦高溫而燒傷、退火，致使鉆頭報廢。同時也使工件的硬化層加厚，為以后重新鉆孔增加了難度和修磨鉆頭的次數(shù)。按鉆孔深度要求，應(yīng)盡量縮短鉆頭長度，加大鉆心厚度以增加剛性，防止在鉆孔時因抖動而造成崩刃。經(jīng)實踐證明，對于φ15的鉆頭，150mm比195mm的壽命更長，所以選取合適的長度非常重要。

通過上述兩種常用加工方式來看，鈦合金的加工相對來說比較困難，但經(jīng)過正確加工還是可以加工出不錯的精密零件以及航空航天設(shè)備的鈦合金零件。