实验室钛合金车削加工技术

钛合金具有强度高、热强度好和抗蚀性强等优点，已广泛应用于航空、航天、航海、化工等工业重要领域。由于钛合金的特性，其切削加工性较差，属于难加工材料，通过多年钛合金加工的生产实践总结研究，探索出一些合理的车削加工刀具几何角度及切削参数选择原则及切削注意事项，为钛合金的切削加工提供有益的参考。     

难加工轻合金振动切削技术

难加工轻合金如钛合金、硅铝合金、铝基复合材料的车削、钻削、攻螺纹工艺需要进一步发展,振动切削新技术是提高难加工轻合金切削加工性的有效方法。本文对钛合金、铝合金、铝基复合材料的车削、攻螺纹进行了大量工艺试验研究,取得了良好的工艺效果,并研制出了各种实用化振动切削装备,实现了振动切削技术向轻合金领域的应用。     

小尺寸钛合金的螺纹加工

<正>钛合金质轻、强度高、耐腐蚀,是理想的航空航天材料,但其机械加工具有一定的难度.据有关著作论述,钛合金的切削加工性能介于不锈钢和高温合金之间;从加工方法上所表现的难易顺序为:攻丝、拉削、车螺纹、钻孔(非深孔)、铰削、刨削、车削.由此可知,在钛合金材料上攻丝和套扣是相当困难的工序.多年来,我厂在钛合金TC4的车削、铣削、钻削、磨削及螺纹加工方面积累了一定经验.尤其在小孔攻丝和小尺寸外螺纹的套制上,研制了专用丝锥和板牙,较好地解决了小尺寸钛合金的螺纹加工问题.     

钛合金薄壁件车削加工的研究

传统的钛合金车削加工因其切削速度低,刀具耐用度低,加工质量难于控制,导致加工效率低。经多次钛合金车削加工试验、优选了刀具材料,确定了刀具几何参数,依据刀具磨损情况,提供了较为合理的切削数据。解决了钛合金薄壁件加工变形问题。     

钛合金的切削加工性及其改善方法

阐述了钛合金切削加工中刀具材料、角度的选择及改善钛合金切削加工性的方法——低温切削加工。     

航空钛合金车削加工工艺试验研究

对α+β钛合金TC11进行车削工艺研究,采用无涂层、PVD Ti Al N涂层、金刚石涂层三种刀片在干式加工和MQL冷却状态下进行车削试验。研究不同刀具、冷却方式和加工参数对车削TC11钛合金切削力、切削温度、加工表面质量、刀具寿命和刀具磨损方式等影响规律。通过相关试验数据得出相关切削参数,为优选加工刀具提供参考。     

钛合金壳体车削工艺研究

钛合金材料因其良好的性能越来越多地应用于军工产品的零部件中,但是钛合金材料的硬度高,切削加工困难,特别是在长壳体的切削加工中质量控制难度大。通过对发动机钛合金壳体车削加工的实例分析,研究了钛合金壳体车削加工中出现的主要问题,提出了具体的解决方案,最后在军工产品的生产中加以应用,验证了其有效性。     

损伤容限型钛合金正交车铣和车削切削加工性对比研究

损伤容限型钛合金TC21广泛用于制造新型战机中重要的承力部件,但较差的切削加工性掣肘了其加工效率和加工质量的提高.采用单因素切削试验法,从切削力、切削温度、刀具耐用度和已加工表面完整性等方面探讨TC21钛合金车削和正交车铣的切削加工性.结果表明,相对于车削,正交车铣通过铣刀的高速旋转和断续切削,可有效降低切削力和切削温...     

切削加工钛合金的切削参数优化研究

钛合金材料因其具有强度高、耐腐蚀性好、耐热高等特点被广泛用于航空航天、舰船、民用工业等各个领域。而钛合金是典型的难加工材料,切削钛合金的加工效率和质量较低。本文选用了不同种牌号的硬质合金刀具,进行了切削加工TC4钛合金刀具磨损及耐用度试验。基于切削加工钛合金的刀具磨损及耐用度试验结果分析,确定了切削速度、切削深度和每齿进给量等切削参数作为设计变量,建立了以切削加工钛合金最大金属去除率为优化目标函数,依据实际加工条件设计了相应的约束条件,最终建立了切削参数优化数学模型。     

钛合金切削性能的研究与应用

本文阐述了钛合金的相对可切削性及钛合金切削加工的切削条件；在此基础上以车加工和孔加工为例说明了钛合金加工的应用。     

Machining of Titanium Alloy (Ti-6Al-4V)—Theory to Application

This article correlates laboratory-based understanding in machining of titanium alloys with the industry based outputs and finds possible solutions to improve machining efficiency of titanium alloy Ti-6Al-4V. The machining outputs are explained based on different aspects of chip formation mechanism and practical issues faced by industries during titanium machining. This study also analyzed and linked the methods that effectively improve the machinability of titanium alloys. It is found that the deformation mechanism during machining of titanium alloys is complex and causes basic challenges, such as sawtooth chips, high temperature, high stress on cutting tool, high tool wear and undercut parts. These challenges are correlated and affected by each other. Sawtooth chips cause variation in cutting forces which results in high cyclic stress on cutting tools. On the other hand, low thermal conductivity of titanium alloy causes high temperature. These cause a favorable environment for high tool wear. Thus, improvements in machining titanium alloy depend mainly on overcoming the complexities associated with the inherent properties of this alloy. Vibration analysis kit, high pressure coolant, cryogenic cooling, thermally enhanced machining, hybrid machining and, use of high conductive cutting tool and tool holders improve the machinability of titanium alloy.     

钛合金TC4深孔钴削切削用量的试验研究

在研究了钛合金材料切削性能的基础上,针对钛合金的难加工性,选用了焊接式硬质合金刀具,并优化选择了不同的切削用量进行钻削试验。通过处理试验数据,确定了加工钛合金TC4的切削用量规律。     

Comparison and analysis of main effect elements of machining distortion for aluminum alloy and titanium alloy aircraft monolithic component

Main effect elements of machining distortion for aluminum alloy and titanium alloy aircraft monolithic component are investigated by finite element simulation and experiment. Based on an analysis of milling process characters, finite element models of machining distortion are developed. Considering the action of initial residual stress, finite element simulation and analysis of machining distortion for aluminum alloy aircraft monolithic component are performed. Initial residual stress, cutting loads, and coupling action of these two effect factors are taken into account, respectively, to perform finite element simulations of machining distortion for titanium alloy aircraft monolithic component. The finite element simulation results are compared with experiment results and found to be in good agreement, indicating the validation of the proposed finite element models. The research results show that the initial residual stress in the blank is the main effect element of machining distortion for aluminum alloy aircraft monolithic component, while cutting loads (including cutting force and temperature) are the main effect element of machining distortion for titanium alloy aircraft monolithic component. To decrease machining distortion of aluminum alloy aircraft monolithic component, the initial residual stress in the blank must be controlled first. Similarly, to decrease machining distortion of titanium alloy aircraft monolithic component, the cutting loads must be controlled first.     

高速切削Ti6Al4V钛合金时切削温度的试验研究

应用硬质合金刀具对Ti6Al4V钛合金材料进行了高速车削和高速铣削试验,研究分析了干切削、空气射流及氮气射流条件下的切削温度变化情况。研究结果表明,氮气射流及空气射流条件下的切削温度明显低于干切削条件下的切削温度,而氮气射流条件下的钛合金高速切削温度则略低于空气射流条件下的切削温度。     

硬质合金刀具高速车削钛合金的切削性能研究

采用单因素试验法,用未涂层硬质合金刀具和TiAlN涂层硬质合金刀具对Ti-6Al-4V钛合金进行了高速干车削试验,通过对切削过程中切削力、刀具寿命、切削温度以及加工表面粗糙度的分析,得出了两种刀具高速干车削钛合金的切削性能,为钛合金高速切削刀具的设计提供了试验依据。     

不同冷却润滑条件下TB6钛合金高速切削表面完整性研究

通过TB6钛合金高速铣削试验,测量观察加工表面粗糙度、表面三维形貌和表层微观组织等表面完整性特征,利用极差法分析切削参数对表面粗糙度影响的显著性,探讨冷却润滑条件对加工表面形貌和表面变质层的影响。研究表明:工艺参数对表面粗糙度影响程度依次为径向切深、切削速度、进给量和轴向切深;相比低温冷风加,微油雾润滑加工时钛合金表面粗糙度低,且表面无明显晶粒变形,表明加工表面塑性变形是影响粗糙度的主要因素。     

钛合金加工工艺技术研究

钛合金材料是目前较难加工的材料之一,因其热传导系数小、比热低、化学性能活泼等特点,给机械加工带来一定的难度。本文通过某产品钛合金摇臂的工艺性及工艺难点分析,并通过工装、刀具、冷却液、切削参数等方面分析和选择,总结出钛合金加工的普遍原则。     

钛合金精密零件镗铣加工工艺

对钛合金精密零件加工工艺技术的研究,通过选用适合加工钛合金材料的刀具、切削要素,提高钛合金精密零件加工质量,通过制定合理的热处理参数及工艺流程消除零件加工应力,稳定零件加工尺寸,选用合适的定位方式消除零件的加工过定位,保证零件加工尺寸精度,试验表明此工艺加工方法可消除零件加工变形,稳定加工尺寸,使钛合金精密零件合格率达到95%以上,从而达到保证零件尺寸精度的技术要求。     

钛合金切削的刀具问题及对策

根据对钛合金切削加工性的分析,针对钛合金切削刀具的主要问题,提出了从刀具入手解决钛合金切削加工问题的思路,以及合理选择刀具材料、确定刀具几何参数、刃磨刀具、冷却润滑的一般原则及方法。