钛是一种非常有价值且广受欢迎的材料,广泛应用于航空航天、医疗和汽车等行业。虽然它具有许多优点,例如出色的强度重量比和耐腐蚀性,但它也非常难以加工,这使其成为许多金属加工专业人士面临的挑战性材料。在这里,您将发现铣削加工钛合金的10个技巧,它们可以帮助您获得更好的结果并提高生产率。
1:加工钛的优点和挑战
钛是一种坚固、轻质的金属,非常适合各种应用。然而,由于其高强度、低导热性和化学反应性,它可能难以加工。此外,钛在加工过程中会产生高温和切削力,从而导致刀具磨损和工件损坏。
2:优质切削工具
加工钛时,必须使用专门为该材料设计的刀具。钛极难加工,会很快磨损劣质切削刀具,导致表面光洁度差、刀具破损等问题。寻找由高性能材料(例如硬质合金)制成的切削刀具,它们可以承受钛加工过程中产生的高温和压力。您还应该选择齿数较多的刀具,以减少每个齿上的负载并防止刀具磨损。
3:高速加工
铣削钛时,高速加工技术非常有效。这涉及使用高进给率,使用动态路径进行较轻的切削,以实现最佳切削条件。通过提高切削刀具的速度,可以减少切削过程中产生的热量,这有助于提高表面光洁度并减少刀具磨损。
4:径向啮合
径向啮合是铣削钛合金时需要考虑的一个重要因素。这是指在任何给定时间切削刀具与工件接触的量。当径向啮合减少时,可以增加表面速度以维持切削点的最佳温度。通过优化径向啮合,您可以改善排屑并减少切削刀具每个齿上的负载,从而延长刀具寿命并提高表面光洁度。
5:切屑形成由厚到薄的影响
在加工过程中,产生的切屑的厚度可能会从厚到薄变化。这会对加工过程产生重大影响,因为厚切屑会导致排屑和刀具磨损问题,而薄切屑有助于减少热量产生并提高表面光洁度。在铣削钛合金时,了解从厚到薄的切屑形成的影响非常重要,因为它可以帮助您调整加工参数并获得更好的结果。
顺铣或从厚到薄的切屑形成是确保获得正确结果的理想方法。首先,切削刃进入多余的材料并在成品表面上退出,这意味着刀具试图爬过材料,确保厚切屑吸收切削热量,减少切削压力的粘附力,并且薄切屑有效退出。传统铣削的例外情况是,当您有Alpha外壳时,为了去除厚的硬化皮,从下面较软的表面进行剪切以创建干净的表面,然后在去除皮后恢复爬铣。
当处理从厚到薄的切屑形成时,重要的是要注意切削刀具上的断屑器设计。断屑器是切削刃上的凹槽或凹口,有助于将切屑分解成更小、更易于管理的尺寸。精心设计的断屑槽有助于防止这些问题并提高整体加工性能。
6:注意圆弧和倒角
入弧是刀具稳定进入工件的位置,而倒角是刀具切削刃处的角度。在加工钛合金时,这两个因素都会对切削刀具的性能产生重大影响。确保在加工时编程从粗到细的圆弧而不是直线路径,这将有助于避免切削力的突然变化。并对倒角进行编程以避免不稳定的剩余材料。
7:适当的冷却液压力
冷却液压力在钛加工中起着重要作用。它是一种难加工的材料,在切割过程中会产生大量的热量。使用高压冷却液可以将切屑从切削区域冲走并冷却工件和切削刀具,从而有助于减少切屑粘附。此外,使用排屑器或其他自动排屑装置可以进一步改善排屑并降低刀具破损的风险。
8:工具磨损和偏转
刀具磨损是加工钛合金时的常见问题。为了防止刀具磨损和工件损坏,定期监控切削刀具并在必要时更换它们非常重要。如果您发现刀具磨损迹象,例如表面光洁度差或切削力增加,您还应该调整加工参数。
当切削刀具在加工过程中弯曲或弯曲时,可能会发生刀具偏转。这可能会导致表面光洁度差、刀具破损和其他问题。为避免刀具偏斜,应使用齿数较多的切削刀具,并考虑减小切削深度或宽度,以减少切削刀具每个齿上的负载。
9:取得成绩
在加工钛合金时,涂层和材质可以非常有效地提高切削刀具的性能。氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)、氮化铝钛(TiAlN)、氮化钛铝(AlTiN)和氮化铝铬(AlCrN)是切削刀具的常见涂层,因为它们可提高耐磨性并减少摩擦。然而,还有更先进的多层涂层,可以提供更多保护,防止切屑堆积和刀具磨损。例如,航空航天应用中使用的高性能整体硬质合金立铣刀可以帮助您提高加工钛时的性能。
10:调整进给和速度
调整进给和速度设置以实现最佳性能非常重要。当用于钛合金时,可能需要较低的切削速度才能保持一致的切削温度。然而,重要的是要平衡这一点与适当的进给率,以确保实现最佳的排屑并防止刀具过度磨损。