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金属钛铣削加工中的一些技术要点

很多企业觉得金属钛难加工,这一方面是由于钛所具有的硬度高的特点,另一方面也是因为钛加工属于新兴工艺,缺少借鉴的范本。在工人们习惯了加工铸铁等要求较低的金属时,钛这种比不锈钢硬度还要大的金属,自然就成为了难加工材料名单中的一员。其实,与大多数材料相比,金属钛也是一种完全可以直接加工的材料,只要工件稳定,装夹牢固,加工参数选择正确,事情并没想想象的那么复杂。但是,针对形状复杂、可能包含许多细密或深长的型腔、薄壁、斜面和薄托座的工件,加工中仍有一些问题是必须要注意的。 必须考虑振动和热  加工金属钛最好能够配备具有较短刀具悬伸的ISO 50主轴,然而现状是,大多数机床装配的都是IS0 40主轴,如果使用机床的强度过大,就无法长时间保持刀具的锋利。此外,如何对复杂结构的零件进行夹紧也是一个棘手的问题。但是,最大的挑战其实是来自于振动和发热。 金属钛加工中的切削工序有时必须药用到全槽铣、侧削或轮廓铣削,这些都会造成振动并形成较差的切削条件。振动会造成刀刃崩碎、刀片损坏并产生很多种不可预见的结果。因此在设定机床时,必须注意到提高稳定性这个原则,以减少振动的发生。一种改进措施就是采用多级夹紧,使零件更加靠近主轴以助于抵消振动。  金属钛加工过程中会产生大量的热,导致温度升高。糟糕的是,高温会影响刀具的切削性能,但并不会影响工件的硬度。金属钛在高温下仍能够保持极高的硬度和强度,甚至会发生加工硬化,这就使加工进一步变得困难,并且不利于一些后续切削工序。因此,选择最佳的可转位刀片牌号和槽形是加工能否取得成功的关键。根据过去的经验,细晶粒非涂层刀片牌号非常适用于钛金属加工;而今天,具有PVD钛涂层的刀片牌号在改进切削性能上则拥有更大的优势。 精度、条件和正确的切削参数  刀具轴向和径向上的跳动精度需要特别注意。举例来说,如果刀片没有被正确地安装在铣刀中,那么周围的切削刃就会极容易损坏。除此之外,刀具的制造公差有误、刀具磨损、主轴磨损和刀柄缺陷等原因也都会大大降低刀具的使用寿命。在所有加工表现不佳的案例中,由以上因素造成的比例合计占到了80%。 相比于大多数人喜欢的正前角槽形刀具,稍带负前角槽形的刀具能够以更高的进给去除材料,并且每齿进给量可以达到0.5毫米。但这要求以机床非常坚固,装夹极其稳定为前提。 除进行插铣外,应尽量避免使用90度的主偏角,这样做可以提高切削的稳定性,尤其是在浅切深的情况下更是如此。在进行深腔铣时,通过刀具接柄使用长度可变的刀具,是一种较为理想的方式,它的加工效果要优于在整个工序中使用单一长度的长刀具。  在铣削金属钛时,要求精确计算出刀具每齿的进给量,使其不低于最小进给量——通常为0.1毫米。另外也可以采用降低主轴转速,的方法达到最初的进给率,这样同样有利于提高刀具寿命。如果使用最小的每齿进给量,而主轴转速过快,对刀具寿命的影响可高达95%。 一旦确立了稳定工况,就可相应地提高主轴转速和进给量来获得最佳性能。

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