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東莞cnc加工廠與你分享:薄壁鈦合金零件的加工方法

信息來源于:互聯網 發布于:2021-05-17

東莞cnc加工廠與國內某知名高校合作進行科研項目研制,其中有一零件是鈦合金材料,該鈦合金材料共有四種不同的化學成分,分別是TC4、T3、T760、T820,其中TC4棒材在市場能夠買到,其余三種屬于特殊鈦合金鋼材,市場上購買不到,由高校負責提供。每種材料均加工幾件,合計有10余件。該零件技術要求:外表面與內表面同軸度誤差≤0.04mm,表面粗糙度值R.=1.6um。

1. 東莞cnc加工廠工藝分析

(1)因為受到加工數量以及材料的影響,不可能采用熱鍛粗成形方法提供毛坯,也不可能采用板材旋壓成形工藝,只能采用棒料加工的方法實現。

(2)加工路線分析:該零件屬于典型的薄壁件,最厚處為2.2mm,最薄處在裙邊,只有1.37mm。擬定的兩條工藝路線為:①先內后外法:先將內圓弧SR24.6mm加工完畢,然后切斷,配車專用定位心軸,頂尖頂緊再車削。②先外后內法:棒料外圓粗精車后,東莞cnc加工廠利用數控車床子程序嵌套,逐步逼近車出外圓弧SR25.5mm,然后切斷,配車專用定位螺套鎖緊,內孔刀再車削完成。第一種方法會出現旋轉心部加工不到的情況,滿足不了圖樣要求。第二種方法裝夾牢固,加工質量穩定。

(3)根據筆者加工鈦合金的經驗,切削加工圖 1鈦合金應從降低切削溫度和減少粘結兩方面出發,選用紅硬性好、抗彎強度高、導熱性能好、與鈦合金親和性差的刀具材料。

鈦合金加工由于高速鋼的耐熱性差,因此應盡量采用硬質合金制作的刀片,YG(K)類硬質合金比較合適,常用YG8、YG6X、YG3、YW1、YW2,建議使用YW1、YW2牌號的刀片,因為材料含有細密的碳化鉭(鈮)硬質組織,在1 000℃時仍能保持65HRC以上的紅硬性,抗鈦親和能力比較明顯,在車削時配合合適流量(150L/min左右)微乳切削液,主切削刃耐用度保持在45min左右,磨損極限0.36mm。內孔刀建議采用焊接形式,焊接刀制造低廉,重復利用率高。

2. 加工過程

(1)夾持棒料,粗精車外圓、外球缺至尺寸,切斷。鈦合金在加工過程中會因為刀具磨損快出現加工硬化現象,硬化層能達到0.1~0.5mm,表面硬度達到55HRC以上。因此為防止出現上述加工弊端,加工參數必須掌握好,經過現場試驗與調整,可以參考附表。在切斷時,注意保持平面與外圓弧的跳動值≤0.008mm,否則會對之后的內圓弧加工造成嚴重影響。

(2)精車內圓弧到圖樣尺寸要求。將留有加工余量的本體裝入機床主軸,數控精車內圓弧SR25.5mm,球缺弦長47.63+0.10/0至尺寸要求,裝入圖2所示的零件,用鎖緊螺母預緊。百分表找正,表跳控制在0.02mm以內,且要找正兩點以上同時滿足。數控車床子程序嵌套,逐步逼近車出外圓弧SR24.6mm及底厚。

3. 結語

東莞cnc加工廠經過該工藝流程加工的10余件零件,測量后完全滿足圖樣要求。鈦合金切屑流出順暢,刀具磨損均勻微量。刀具在對刀時要嚴格準確,可以輕微車削鎖緊螺母光孔與端面,確定數控程序的參考點。

東莞cnc加工廠
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