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钛合金加工为什么这么难?

—— 钛合金的加工

[ 信息发布:茂坤特金属 | 时间:2023-05-11 | 浏览:363 ]

钛合金丝锥(如TC4)比大多数合金材料加工更困难,但选择合适的丝锥还是可行的。的材料既硬又轻便,是一种非常有吸引力的金属,适用于航空航天、医疗和其他行业。

然而,钛合金的材料特点让很多加工工厂面临挑战,很多工程师们也正在为这种材料的寻找合适的解决方案。

例如,钛不能很好地导热。加工钛时,热量往往会积聚在刀具的表面和边缘,而不是通过零件和机器结构散发。当攻丝时尤其如此,因为孔的内表面和丝锥之间的接触比工件和钻头、立铣刀或其他工具之间的接触更多。这种保留的热量会导致切削刃产生缺口并缩短丝锥寿命。

此外,钛相当低的弹性模量使其具有“弹性”,因此工件在丝锥上往往会“回弹”。这种影响会导致螺纹磨损和撕裂。它还增加了丝锥上的扭矩,缩短了丝锥的使用寿命(所以很多时候不太建议去淘一些进口二手丝锥的原因也在此,丝锥已经经过强大扭力后,如果再去丝锥风险会很大的)。

为了在攻丝钛合金时获得最佳效果,请使用品牌的专用丝锥,将其安装在攻丝刀柄中,并在具有良好进给控制的机床上选配适当的参数。

1、使用适当的速度

攻丝速度对于切削钛合金螺纹至关重要。速度不足或过快会导致丝锥故障和丝锥寿命缩短。对于进入和离开螺纹孔,这里还是建议参考品牌样本选用合理的 攻丝速度。虽然比攻丝大多数其他材料慢,但该系列已被证明可提供最一致的丝锥寿命和最大的生产率。

2、使用合适的切削液

切削液(冷却液/润滑剂)会影响丝锥寿命。虽然用于钛合金其他操作的相同切削液是攻丝的一种选择,但这种切削液不一定能产生所需的螺纹质量和丝锥寿命。我们推荐使用含油量更高的优质乳液,或者更好的是使用攻丝油。

在攻丝中,切削液的润滑特性通常比冷却更重要,因为丝锥以相对较低的速度运行并且不会去除大量材料。润滑性有助于延长丝锥寿命并保护螺纹的表面光洁度。

对极难加工的钛合金进行攻丝可能需要使用含有添加剂的攻丝膏。这些添加剂旨在粘附在切削表面,尽管在刀具和工件界面产生高加工力。攻丝膏的缺点是必须手动涂抹,不能通过机器的冷却系统自动涂抹。

3、使用数控机床CNC

尽管任何能够加工钛合金的机床都应该能够有效地对这些材料进行攻丝,但数控机床最适合对钛进行攻丝。 通常,这些较新的设备提供刚性(同步)攻丝循环。

较旧的 CNC 单元通常缺少此功能。况且这些老旧的设备精度也不佳,不太推荐去攻丝,因为攻丝属于精加工,在设备的选择还是有点讲究的,在很多现场也遇到过由于设备老化精度不达标,丝锥经常出现断刀的问题,所以这个问题企业主也应该重视。

4、使用攻丝刀柄

丝锥特别容易受到振动的影响,这会降低螺纹质量并缩短丝锥寿命。出于这个原因,应该使用高性能攻丝刀柄来提供刚性设置。刚性/同步攻丝循环在 CNC 加工中心上是可能的,因为主轴的旋转可以在顺时针和逆时针方向上与丝锥进给轴精确同步。

这种能力使得可以在丝锥中生产无长度补偿的螺纹。

某些攻丝刀柄旨在补偿即使是最好的 CNC 设备也可能出现的轻微同步误差(建议选择品牌的攻丝刀柄)。

5、关于夹具

为了获得最高的精度和可重复性,请检查您零件的夹具,以确保您的工件夹持系统能够充分固定在零件上。 该建议对于小批量加工车间和大批量汽车生产厂尤为重要,它们比以往任何时候都更有可能遇到涉及钛工件的工作。

这些工件中有许多都具有薄壁和复杂的特征,有利于振动。 在这些应用中,刚性设置有利于每个加工操作,包括攻丝。

出于这些原因,我们建议与您的工作夹具供应商合作,以便他们清楚的了解目前的问题。 这样做将有助于避免沟通不畅并降低总体项目成本。

6、提前计划确定攻丝设备要求

丝锥寿命取决于许多因素,包括机床的能力、进给控制的精度、攻丝刀柄的质量、钛合金的牌号等级、冷却液或润滑剂的类型等。

优化所有这些因素将确保攻丝操作经济高效。

对钛进行攻丝时,一个好的经验法则是:对于一个两倍于其直径的深度的孔,每次攻丝预计可以打出 250-600 个孔。保持良好的记录以监控丝锥的寿命。(当然,无论你的被加工的材料是什么类型,使用新丝锥参与加工做好记录总是很重要的。)

丝锥寿命的意外变化可能表明必须调整关键变量。攻丝操作的问题也可能表示对其他操作有负面影响的情况。

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