專(zhuān)利名稱(chēng)：鈦合金高速切削工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦合金高速切削工藝方法。
背景技術(shù)：
鈦合金材料具有許多優(yōu)良的特性，例如在高溫下仍然可以保持高的比強(qiáng)度，以及優(yōu)良的抗腐蝕性，所以被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。關(guān)于鈦合金的切削加工已有許多研究，包括刀具磨損、切屑成形(尤其是鋸齒狀切屑成形機(jī)理)、切削參數(shù)優(yōu)化等?，F(xiàn)有研究的切削速度比較低，線(xiàn)速度基本保持在100m/min左右。由于鈦合金的一些固有材料屬性，如低熱導(dǎo)率、低彈性模量、高溫下保持高的強(qiáng)度，以及易于與許多刀具材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)等特點(diǎn)，在一般切削加工中，在加工區(qū)域會(huì)產(chǎn)生非常高的溫度，導(dǎo)致切屑產(chǎn)生燃燒，一部分與刀刃產(chǎn)生焊接，還有一部分粘結(jié)在加工表面，因此加劇了刀具的磨損，也降低了加工表面質(zhì)量。另外，加工表面較高的溫度將導(dǎo)致加工表面產(chǎn)生加工硬化層，降低了零件抗疲勞強(qiáng)度。為了有效的降低刀具磨損，提高零件加工表面的質(zhì)量，本發(fā)明中采用高壓氮?dú)鈴?qiáng)制排屑和阻燃工藝，實(shí)現(xiàn)鈦合金高速切削。主要優(yōu)點(diǎn)第一，利用高壓氮?dú)饪梢詫⑶行佳杆?、有效的排除；第二，鈦合金切削加工產(chǎn)生的大量熱量約99％被切屑帶走；第三，利用高壓氮?dú)饪梢栽诩庸^(qū)域形成一個(gè)阻燃區(qū)，即使切屑的溫度很高也不會(huì)發(fā)生燃燒。采用這種新的加工工藝方法對(duì)鈦合金材料進(jìn)行高速切削加工，線(xiàn)速度已經(jīng)達(dá)到了500m/min。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鈦合金高速切削方法。
鈦合金高速切削方法包括如下步驟1)首先將鈦合金工件固持在高速加工機(jī)床的工作平臺(tái)上表面；2)利用高速加工機(jī)床自身的測(cè)量系統(tǒng)確定加工原點(diǎn)；3)將高壓氮?dú)鈬娮炫c高速加工機(jī)床的主軸相連，高壓氮?dú)鈬娮鞂?duì)準(zhǔn)待被加工零件的加工部位，氮?dú)鈬娮炫c高壓氣體儲(chǔ)存罐相連；4)開(kāi)啟高壓氣體儲(chǔ)存罐，同時(shí)，開(kāi)啟高速機(jī)床對(duì)鈦合金工件進(jìn)行切削。
所述的高壓氮?dú)獾膲毫?.5～1MPa。對(duì)鈦合金工件的切削線(xiàn)速度為500～600m/min。對(duì)鈦合金工件進(jìn)行切削種類(lèi)為銑削、擴(kuò)孔或鏜孔。當(dāng)所述鈦合金工件銑削深度為0.5～1mm，銑削寬度為1～2mm時(shí)，銑削刀具直徑為10～16mm，高速機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為10000～15000rpm，切削力為80～140N，鈦合金工件切削表面溫升為3～5℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1)鈦合金高速切削過(guò)程中，引入高壓氮?dú)鈱?duì)切屑進(jìn)行強(qiáng)制排除，切削產(chǎn)生的大量熱量的99％被切屑帶走，表面溫升控制在5℃，防止加工表面生成加工硬化層；2)利用高壓氮?dú)饪梢宰柚骨行嫉娜紵?，避免熔化的切屑粘附在刀刃和零件表面上，提高加工表面質(zhì)量； 3)利用高壓氮?dú)饪梢詫⒓庸ぎa(chǎn)生的切屑迅速排除，減少刀具的磨損，提高加工表面質(zhì)量；可以達(dá)到Ra0.22；4)利用這種加工工藝方法可以使切削線(xiàn)速度達(dá)到500m/min，提高加工表面質(zhì)量；5)利用這種加工工藝方法，當(dāng)切深為0.5mm，切寬為1mm，刀具直徑12mm，主軸轉(zhuǎn)速15000rpm時(shí)，切削力小于100N，工件加工表面溫升小于5℃，加工表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.22。


附圖是鈦合金高速切削方法示意圖，圖中主軸及刀具1、鈦合金工件2、高速加工機(jī)床的工作平臺(tái)3、高壓氮?dú)鈬娮?、機(jī)床控制柜5、高壓氣體儲(chǔ)存罐6。
具體實(shí)施例方式
鈦合金高速切削方法包括如下步驟1)首先將鈦合金工件2固持在高速加工機(jī)床的工作平臺(tái)3上表面；2)利用高速加工機(jī)床自身的測(cè)量系統(tǒng)確定加工原點(diǎn)；3)將高壓氮?dú)鈬娮炫c高速加工機(jī)床的主軸相連，高壓氮?dú)鈬娮?對(duì)準(zhǔn)待被加工零件的加工部位，氮?dú)鈬娮炫c高壓氣體儲(chǔ)存罐6相連；4)開(kāi)啟高壓氣體儲(chǔ)存罐6，同時(shí)，開(kāi)啟高速機(jī)床對(duì)鈦合金工件2進(jìn)行切削。在切削過(guò)程中，高壓氮?dú)鈬娮?隨著高速加工機(jī)床的主軸及刀具1位置的移動(dòng)而移動(dòng)，從而保證高壓氮?dú)鈬娮焓冀K對(duì)準(zhǔn)鈦合金工件2加工區(qū)域。
本發(fā)明是通過(guò)引入高壓氮?dú)鈱?duì)切屑進(jìn)行強(qiáng)制排除并對(duì)加工區(qū)域空氣進(jìn)行隔離形成阻燃區(qū)，實(shí)現(xiàn)了鈦合金的高速加工。所述的高壓氮?dú)獾膲毫?.5～1MPa。對(duì)鈦合金工件2的切削線(xiàn)速度為500～600m/min。對(duì)鈦合金工件2進(jìn)行切削種類(lèi)為銑削、擴(kuò)孔或鏜孔。
利用本發(fā)明可以有效解決鈦合金切削加工的切屑排除、抑制切屑燃燒的問(wèn)題；可以有效的控制加工表面溫升，防止加工表面生成加工硬化層，提高表面加工質(zhì)量。當(dāng)所述鈦合金工件2銑削深度為0.5～1mm，銑削寬度為1～2mm時(shí)，銑削刀具直徑為10～16mm，高速機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為10000～15000rpm，切削力為80～140N，鈦合金工件2切削表面溫升為3～5℃，加工表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.22。
權(quán)利要求
1.一種鈦合金高速切削方法，其特征在于包括如下步驟1)首先將鈦合金工件(2)固持在高速加工機(jī)床的工作平臺(tái)(3)上表面；2)利用高速加工機(jī)床自身的測(cè)量系統(tǒng)確定加工原點(diǎn)；3)將高壓氮?dú)鈬娮炫c高速加工機(jī)床的主軸相連，高壓氮?dú)鈬娮?4)對(duì)準(zhǔn)待被加工零件的加工部位，氮?dú)鈬娮炫c高壓氣體儲(chǔ)存罐(6)相連；4)開(kāi)啟高壓氣體儲(chǔ)存罐(6)，同時(shí)，開(kāi)啟高速機(jī)床對(duì)鈦合金工件(2)進(jìn)行切削。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金高速切削方法，其特征在于，所述的高壓氮?dú)獾膲毫?.5～1MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金高速切削方法，其特征在于，所述的對(duì)鈦合金工件(2)的切削線(xiàn)速度為500～600m/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金高速切削方法，其特征在于，所述的對(duì)鈦合金工件(2)進(jìn)行切削種類(lèi)為銑削、擴(kuò)孔或鏜孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鈦合金高速切削方法，其特征在于，當(dāng)所述鈦合金工件(2)銑削深度為0.5～1mm，銑削寬度為1～2mm時(shí)，銑削刀具直徑為10～16mm，高速機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為10000～15000rpm，切削力為80～140N，鈦合金工件(2)切削表面溫升為3～5℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鈦合金高速切削方法。包括如下步驟1)首先將鈦合金工件固持在高速加工機(jī)床的工作平臺(tái)上表面；2)利用高速加工機(jī)床自身的測(cè)量系統(tǒng)確定加工原點(diǎn)；3)將高壓氮?dú)鈬娮炫c高速加工機(jī)床的主軸相連，高壓氮?dú)鈬娮鞂?duì)準(zhǔn)待被加工零件的加工部位，氮?dú)鈬娮炫c高壓氣體儲(chǔ)存罐相連；4)開(kāi)啟高壓氣體儲(chǔ)存罐，同時(shí)，開(kāi)啟高速機(jī)床對(duì)鈦合金工件進(jìn)行切削。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1)鈦合金高速切削過(guò)程中，引入高壓氮?dú)鈱?duì)切屑進(jìn)行強(qiáng)制排除，減少刀具的磨損，提高加工表面質(zhì)量；可以達(dá)到Ra0.22，表面溫升控制在5℃，防止加工表面生成加工硬化層；2)利用高壓氮?dú)庾柚骨行嫉娜紵?，提高加工表面質(zhì)量；3)利用這種加工工藝方法使切削線(xiàn)速度達(dá)到500m/min，提高加工表面質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23Q15/00GK101092023SQ20071007012
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者柯映林, 劉剛, 董輝躍, 章明 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)