1. 刀具選擇方面:
- 刀具材質:由于鈦合金的硬度較高,加工時應選擇硬度高、韌性好的刀具,如硬質合金刀具,并且硬度最好在55度以上。對于一些高精度的加工,還可以選擇PCD(聚晶金剛石)刀具等。
- 避免涂層刀具:盡量不要使用涂層刀具,因為鈦合金材料會和涂層里的鈦發(fā)生“親和”反應,容易造成“粘刀”現(xiàn)象,影響加工精度和表面質量。
- 刀具幾何參數:刀具的幾何參數要根據鈦合金的加工特點進行選擇,例如,適當增大刀具的前角和后角可以減少切削力和切削熱,但前角也不能過大,以免影響刀具的強度。
2. 加工參數設置方面:
- 切削速度:鈦合金的熱傳導系數低,加工時熱量容易在工件局部表面堆積,導致刀具溫度過高,因此切削速度要低,一般建議在較低的轉速下進行加工。
- 進給量:進給量也要適中,過大的進給量會增加切削力,容易導致刀具磨損和工件變形;而過小的進給量則會降低加工效率。
- 切削深度:要根據工件的材料特性和加工要求選擇合適的切削深度,避免過深或過淺的切削。同時,由于鈦合金加工容易產生硬化層,切深要大于硬化層,以保證加工質量。
3. 冷卻潤滑方面:
- 冷卻措施:鈦合金加工時必須做好冷卻工作,嚴禁干切??梢允褂美鋮s液對刀具和工件進行冷卻,降低切削溫度,減少刀具磨損,同時還能防止鈦合金在高溫下發(fā)生氧化和燃燒。常見的冷卻液有乳化液、切削油等。
- 潤滑選擇:選擇合適的潤滑劑可以減少刀具與工件之間的摩擦,降低切削力,提高加工表面質量。但要注意避免使用含氯的潤滑劑,因為氯元素可能會與鈦合金發(fā)生化學反應,產生腐蝕。
4. 裝夾與定位方面:
- 夾緊力控制:鈦合金工件的裝夾夾緊力要適中,不宜過大,以免造成工件變形或損傷。必要時可以增加輔助支撐,提高工件的裝夾穩(wěn)定性。
- 夾具材質選擇:禁止使用鉛或鋅基合金制作的夾具與鈦合金接觸,銅、錫、鎘及其合金也同樣禁止使用,因為這些金屬元素可能會與鈦合金發(fā)生化學反應或擴散,影響加工質量。可以選擇鋼質或硬質合金材質的夾具。
5. 加工環(huán)境方面:
- 清潔要求:加工環(huán)境要保持潔凈,避免灰塵、雜質等污染工件表面。刀具、夾具、工作臺等加工裝置在使用前要進行清潔和消毒。
- 防火防爆:鈦合金在高溫下容易與氧氣發(fā)生反應,產生燃燒或爆炸的危險。因此,加工現(xiàn)場要配備相應的防火防爆設備,如滅火器、防火毯等,并且要嚴禁煙火。
6. 工序安排方面:
- 工序間退火:鈦合金在冷塑性變形時,強度會大大提高,而塑性相應降低,所以需要進行工序間的退火處理,以消除加工應力,恢復材料的塑性。
- 先粗后精:加工時應先進行粗加工,去除大部分余量,然后再進行精加工,以保證加工精度和表面質量。在粗加工和精加工之間,最好進行一次半精加工,為精加工留合適的余量。