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鈦合金加工磨削用量刀具

鈦合金磨削加工可獲得較高精度,但由於鈦合金的特有性質決定了鈦合金磨削非常 困難。磨削時砂輪磨損嚴重,容易變鈍,磨削比也較低;同時易在表面產生有害的拉應力 及嚴重的表面燒傷現象,因此應盡量避免磨削加工,以精銑代替。磨削材料選擇:磨削鈦合金選用綠碳化硅(TL)、黑碳化硅(TH)兩種磨料。如出現磨削燒傷 趨勢,應使用人造金剛石或立方氮化硼砂輪,其效果好,但價格昂貴。砂輪硬度選擇較軟砂輪R3、ZR1、ZR2,粒度選擇46、60為佳,選A類結合劑。磨 削用量選擇見表4。鈦合金零件在磨削過程中必須充分冷卻,否則零件會變色甚至燒傷。磨削液除具有冷卻、潤滑和沖洗作用外,更重要的還在於能有效地抑制鈦與 磨料的粘附和化學反應。

鈦合金車削用量及刀具選擇

鈦合金車削用量及刀具的選擇
鈦合金加工製品在刀具、切削用量、切削液選擇合理的情況下,鈦合金車削並不困難,與加 工合金鋼接近。但車削鈦合金表面氧化皮較為困難,一般在加工前用酸洗方法去掉表面薄 層氧化皮,然後車削剩餘的氧化皮,車削時切削深度應超過氧化皮深度1~5倍,走刀量可加大,但切削速度應降低。刀具材料應選擇YG類硬質合金材料。刀具幾 何參數選擇:前角g0=4°~8°,後角a0=12°~18°,主偏角O45°~75°,刃傾角l=0°,刀尖圓弧半徑r=0.5~1.5mm。切削用量 的選擇:主軸轉速n23Or/min,進給量f0.10~0.15mm/r,切削深度ap=1.5~2.0mm。車削時必須注入充足的水溶性油質切削 液來降低刀具和工件的溫度,提高刀具的耐用度。表1銑削刀具參數刀具前角g0
(°)後角a0
(°)螺旋角b
(°)刀尖齒背備註立銑刀粗O~412~1530~45按需R形b大:切削平穩精4~815~2030~45按需R形a0大:切削力小,機床震動小三面刃 銑刀3~1012~15按需端銑刀0~512~15主偏角O45°~75°表2常規加工銑削用量刀具材料立銑刀直徑d
(mm)切削速度V
(m/min)進給量f
(mm/min)切削深度ap
(mm)切削寬度ac
(mm)切削刃總長l
(mm)使用機床K302525~3550~1000.3~0.51.550~150數控加工中心K30>2525~35100~1500.3~0.52.550~150數控加工中心表3高效加工銑削用量刀具材料立銑刀直徑d
(mm)切削速度V
(m/min)進給量f
(mm/min)切削深度ap
(mm)切削寬度ac
(mm)切削刃總長l
(mm)使用機床K302540~70200~3000.3~0.81.5~530~40強力銑加工中心K30>2540~120300~4000.3~0.82.5~830~60強力銑加工中心

鈦合金銑削用量及刀具

銑削用量及刀具的選擇
鈦合金結構件中大量應用銑削加工,如零件內外型面。刀具應選擇具有高硬 度、高抗彎強度和韌性、耐磨性好、熱硬性好、工藝性好、散熱性好的材料,主要為高速 鋼W6Mo5Cr4V2Al、W2Mo9Cr4VCo5(M42)和硬質合金YG8、K3O、Y330。刀具幾何參數應以保證刀具強度高、剛性好、鋒利為 原則,細長比不能過大,並分粗、精加工兩種,加工時最好採用順銑。銑削刀具參數見表1,常規加工銑削用量見表2。銑削時必須注入充足的水溶性油質切削液來 降低刀具和工件的溫度,切削液流量應不小於5L/min,以延長刀具的使用壽命。在上述常規加工的基礎上,為進一步提高銑削加工效率,我們在強力銑加工中 心機床上進行了高效銑削試驗,獲得了較理想的切削用量、刀具和切削液,銑削用量數據見表3。通過高效銑削與常規對比可以看出,高效銑削加工比常規加工效率 提高了2~4倍,零件表面質量也得到較大的提高,加工週期大大縮短,製造成本相應降低。

鈦合金的主要加工方法

鈦合金的主要加工方法
鈦 合金零件的加工餘量比較大,有的部位很薄(2~3mm),主要配合表面的尺寸精度、形位公差又較嚴,因此每項結構件都必須按粗加工→半精加工→精加工的 順序分階段安排工序。主要表面分階段反覆加工,減少表面殘餘應力,防止變形,最後達到設計圖的要求。其主要的加工方法有銑削、車削、磨削、鑽削、鉸削、攻 絲等。

鈦合金材料的發展

鈦金屬材料的發展

一位德國化學家於一七九四年(二O五年前)

發現了這個新的金屬元素,並把它命名為鈦。

命名的由來源自於古希臘神話中的泰坦神,

因為他認為鈦的超強度與超高的耐熔度,

正與泰坦神的偉大相輝映。

雖然鈦材質在二O五年前就被發現,

但由於提煉的過程相當不容易

(純鈦很容易與氧結合),

所以科學家一直無法將其提煉成有用的物質金屬。

直到一九三八年,

杜邦公司研究出一種新的提煉方式”加鎂還原法”,

把蘊藏在地下的金紅礦石,

經過氯化、加鎂,讓它還原,成為海棉鈦。

至一九四三年,杜邦公司便開始大量生產鈦金屬產品。

何謂鈦金屬?

鈦是一種化學金屬元素,鈦的特性有:

重量輕(約為銅和鎳的一半重)、

強度高(比鋁強三倍,比鐵強二倍)、

抗腐蝕(媲美白金與黃金)、

物理性(抗過敏性及致癌性),

且是唯一800℃時能在氯氣中燃燒的金屬。

杜邦公司在一九五O年代時,由於提煉過程不易,

鈦材質產量少且昂貴,

故早期鈦金屬只運用於航空宇宙科學、

航海科學及能源科學等高科技發展上。

而日常生活用品是到一九六五年才開始運用到鈦材質。

鈦合金產業應用

航太工業
‧引擎葉片
‧軸樞
‧迴轉軸件
‧機身外殼
‧轉軸
‧支撐座
‧派龍
‧尾翼片

民生工業
‧錶殼
‧魔法瓶
‧螺絲、螺帽
‧網球拍 ‧釣具
‧高爾夫球頭
‧手工具
‧眼鏡架

車輛工業
‧進氣閥
‧出氣閥
‧連桿
‧彈簧承座
‧活賽環
‧自行車零件

生醫工業
‧人工關節
‧人工骨頭
‧人公齒床
‧骨釘
‧義肢零件

能源、化學工業
‧渦輪葉片
‧閥類零件
‧管件接頭
‧壓力容器接頭
‧石油探採設備零件

海洋工業
‧引擎葉片
‧高壓蓄氣器
‧結構零件
‧海底管路零件
‧深海調查船零件

鈦合金材料特性

材料特性
‧比強度高
‧耐蝕性優良
‧低溫耐性優良
‧400~500C高溫強度優良
‧熱膨脹係數小
‧疲勞強度高
‧非磁性

鈦合金鍛造技術

‧傳統段造
‧近似恆溫鍛造
‧恆溫鍛造
‧超塑性鍛造
‧SPF/DB

鈦合金之應用

早期鈦合金之開發主要是用於飛機零組件上,現今則因工業科技的進步與經濟能力的提昇,鈦及鈦合金的應用除了仍延續早期的航太、國防、石化、電廠工業之外更擴及汽機車、自行車工業、醫療器材零組件、運動休閒用品及建築景觀等行業。