航空TC21钛合金的机械加工(2)

3零件加工工艺方案的制定 .结合该类零件的结构特点，参考 TA、T 1、 C- C 8T6 1V等钛合金的加工经验

,制定工艺方案如下： iA4

1 0 0 0

( )第一套工艺方案 1

普铣加工零件上下面黑皮一

数控加工基准边一数控粗加工一去应力热处理一数控精

加工基准边，钻基准孔一数控精加工零件理论外型三轴行切一数控精加工零件型腔一数控反面精加工耳片槽 (数控五轴加工中心进行立卧转换 )一数控反面精加工型腔一数控铣零件外形 (于普铣卸工艺凸台)一钳工便修整一计量一普铣卸料一钳工修整一检验— 3厂精镗两精度孔一检验一表面处理。 ( )优化后第二套工艺方案 2具体分为：①选用大

功率比系数 (经验值 ),对于铝合金材料

而言，整体刀加工时 K: 25镶齿刀加 1.,工时 K=1 3~1.。 3 5

在切削深度和切削宽度一定的情况下，进给速度越高则金属去除率越大，同时机床功率也越大。故此为确

保切削效率的提高，必须选用大功率机床。根据加工钛合金零件机床选取的基本原则：机床应满足刚性好、功

参磊

…——

l蚕；銮.妻蚕夔鎏鬟曩 .垦 J率大、冷却装置齐全及刀座外伸长度短等特征，结合零件毛料尺寸大小和分厂数控机床的实际情况，我们选取MO U L 5 G机床进行零件加工。 D MIL2 0 K——系数，可以在金属切削用量手册查出。

刀具的齿数的确定：齿数多，振动小，加工平稳，但不利于排屑。齿数少，排屑较好，但是刚性差，不适

在粗加工时，由于余量较大，尽量选用刚性好，功率高等特点的机床，在这里我们选用分厂现有的普通大立铣设备，机床功率大约在 1k 5 W。半精加工、精加工时，选取适合加工钛合金零件或钢件的机床，根据零件结构特点和加工特性我们选用五

合钛合金加工。对于钛合金的加工来说，刀具的齿数一般为 3— 6齿较为合适。

根据理论参数在实际加工中的应用情况，我们对相关参数进行了一定的调整，得出了较好的加工效果，如图3、图 4所示。

坐标加工中心机床兰宝地 A B摆角头、功率 3k和 2W D G机床 B摆角头、功率 2k M C 8W。D G机床主要用于 M加工零件耳片槽子，其他工作量均在兰宝地机床进行。

5 .刀具的选择根据零件的结构特点初步确定刀具的直径和悬伸。 对于钛合金，粗加工尽量使用大直径刀具，大直径刀具有刚性好、不易折断，切削参数和切削

参数较大，以提

高加工效率等优点。精加工时，尽量采用大小刀结合。根据零件材料的加工特性来选择适合加工该零件刀具材料，根据钛合金材料的特点，选用如高钴高速钢、 粉末冶金高速钢、硬质合金刀具等，应避免使用易于产

图3前梁悬挂接头本体

生“亲和”的钛一一钨钴类合金以及涂层刀具等。一般情况下采用硬质合金和高速钢刀具，硬质合金刀具的优

点是刚性好，可以使用高转速、大切削量，可以提高加工效率，缺点是刀具硬而脆，冲击性能不好，易崩耐容刃。高速钢刀具具有韧性好，精加工零件表面质量较好，但是该类刀具刚性差，不能实现高转速、大切削量的加工，加工效率低。另外，随着涂层技术的发展，针图4同材料其他零件的加工效果

调整后用于实际加工的具体加工参数如下：

对加工钛合金的刀具涂层技术，可以大大提高刀具的使用寿命和加工效率。

@d O m￣ m盘刀，粉末冶金硬质合金刀片，去黑皮，切深 55 m,切宽 3 r m 5 m,转速 n= 1O/ i,进给 f= a lrmn 5 m/ i。②6 O l焊接式硬质合金刀具，材料 0 m mn 4 rmmY 3/ S r 30 9 i,粗加工，切深 4 m C 0 m,切宽 2 m 0 m,转速= 8 rmn 10/ i,进给 f=1 4 m/ i。切深 6 m 6~ 0 m m n 5 m,切

6切削参数的初步确定 .切削参数应根据加工使用的机床、刀具的材质及被加工的材料等来确定。切削速度主要是根据刀具生产厂家提供的数据以及在实际应用中的加工情况来确定。转

宽 1m 5 m时，零件外垂直进刀，机床振动较大，在转角

速 n和进给速度可以根据以下公式计算得出n=1O 0/ fr 0 v,D) r=

处刀具崩刃 ( n:lO/ i, 5 m mn。③ 03 m O rm n f= m/ i) rm 焊接式硬质合金刀，材料 Y 3/ SC,粗加工，切深 3 09 ir1r 5 m,切宽 2 m a 0 m,转速 n=10/ n 6 rmi,进给 f=1 6~ 4 m/ i。切深 2 m 0 m mn 5 m,切宽 1m 5 m时，零件外垂直进刀，刀断 ( n=10/ i, 6 rm n f=4 m/ n;切深 5 m, 0 m mi) a r 切宽 2 m 0 m时，零件外垂直进刀，刀具磨损较快 ( n=

{,K=V /

式中 D——刀具直径； r齿数；

卜

每齿进给量；

1 rmn厂 6r/ i。@qO3 m焊接式硬质合金 6/ i,= 0 m rn 0 a a ) br 3 m

2 1 0 0年第 2￣ 2t/W W W. et w Or i g1 0 c m a| kn 95 . om

参磊工冷工加

蚋越圈刀具，材料 Y 3/ SC,粗加工，切深 8 m,切宽 30 9 ir m

在加工过程中，逆铣机床振动较大。

2r 0 m,转速=10/ i,进给f=1 a 6 rr n a 6~4 r/ i。加 0 m rn a a工封闭槽子，不用预加工下刀孔，螺旋进刀，螺旋角度

7控制零件加工中的颤动和零件变形 .在 T 2钛合金零件加工过程中，首先，由于该材 C1料退火状态的=10 0 a相当难以加工，在进行大 7 MP

不得大于 1。 5,半径最好大于 1r。⑤￣ 03 r整体 5m a b rmn 2硬质合金刀具，材料 K 4 5或 S D 4 0 MG 0 P K 6,精加工，切深 5~1 m 5 m,切宽 3~8 mm,转速/=10—10/ i, 7 2, 5 rr n a

余量加工过程中机床振动较大，对刀具的强度、刚性要求较高，而且对零件的精度质量影响较大，所以在粗加

进给/=8~ 0 m r n (角速度降低 ) 4r/ i转 a a。加工封闭槽

工时尽量采取大功率，转矩，刚性好的设备，以及尽大量选用大直径，长度合适 (一般刀具的长径比不超过 41: )来提高加工的稳定性。其次，就是合理科学的设置零件的工艺凸台和零件在加工时的装夹方式，保持在

子，不用预加工下刀孔，螺旋进刀或零件外侧进刀。 @￣ 03 m体硬质合金刀具，材料 K C0 br整 2 m M 4 5或 s— PD 4 0,精加工，切深 5 m,切宽 8 m,转速 n=2 0 K6 m m 8 rm n/ i,进给 f=4~6 m/ i (角速度降低 ) 0 0 m mn转。

加工过程中使零件、刀具相对稳定，减少颤动。第三，要经常检查刀具刃口的好坏，要保持刃口锋利。只有这

⑦( O m b, m,高速钢 M 2 25 4,精加工，切深 5 m,切宽 m8 m,转速 n=2 0/ i,进给 f=3 a r 4 rmn 0~5 m/ i ( 0 m m n转

样刀具才能进行平稳切削，能提高加工质量，加工效才率，而且可以延长刀具的使用寿命，节约成本。第四，顺铣也能大大减少振动。

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