CN102091811A - 钛合金快速切削方法 - Google Patents

Abstract

钛合金快速切削方法，加工参数：粗铣外形：刀具直径：Φ40R0.5；刀齿数：5；切削深度：1.5mm；切削宽度：10mm；进给速度：1108mm/min；主轴转速：500n/min；粗铣内形：刀具直径：Φ40R3或Φ30R3；刀齿数：5或4；切削深度：1mm；切削宽度：5或10mm；进给速度：920或1024mm/min；主轴转速：450或500n/min；精铣内形：刀具直径：Φ19R3；刀齿数：3；切削深度：1mm；切削宽度：10mm；进给速度：200mm/min；主轴转速：1000n/min。优点：切削效率提高，提高了刀具的使用率和延长了机床的使用寿命。

Description

钛合金快速切削方法

技术领域

本发明创造是用于钛合金件粗加工。

背景技术

钛合金材料的特点是：导热性差，摩擦系数大，化学活性大，与刀具材料的化学亲和性强；耐磨性差，切削热量大。在刚性较差的机床上长时间采用重切削方式加工钛合金零件，易使零件产生变形，大的切削力易导致零件窜动，有造成零件超差的可能性；甚至导致机床和刀具报废。

过大的切削量，对刀具的损伤是很很严重的，用不同的刀具，铣切不同部位，长久加工后，会使刀具产生崩齿，断刀，闷刀，挖刀带伤零件等问题。

对机床来说，过大的吃刀量，持续一段时间加工后，会使主轴不能提供中够大的扭矩和功率，导致机床无法按最初状态正常运转。

重切削方式是指切削量过大．

重切削的加工参数、加工效率：

加工参数：切深Ａｐ：15mm～25 mm；切宽Ａｅ：1 mm～10 mm；进给速度Ｖｆ：30 mm/min～60 mm/min；

以加工某件为例:

粗铣外形时，加工参数：切削深度Ap为20mm，切削宽度Ae为40mm，走刀速度Vf为50mm/min，主轴转数S为130rev/min为重切削方式，重切削方式对刀具的损伤是严重的，长久加工后，会使刀具产生崩齿，断刀，闷刀，挖刀带伤零件等。

以上述的加工参数可计算出其金属的去除率。金属去除率Q1（前期的金属去除率）=Ap×Ae×Vf=20mm×40mm×50mm/min=40000 mm³/min。

以上述的切削参数，用同一个加工程序，同一把刀具长久运行后，其机床所能达到的加工参数会变为切削深度Ap为20mm，切削宽度Ae为40mm，走刀速度Vf为20mm/min，主轴转数S为100rev/min，金属去除率Q2（后期的金属去除率）=Ap×Ae×Vf=20mm×40mm×20mm/min=16000 mm³/min。

机床效率降低百分比：Q1－Q2/ Q1=40000 mm³/min－16000 mm³/min/40000 mm³/min=60%

通过数据对比可知，由于一直按重切削方式加工钛合金零件，机床本身受到了严重的损伤，致使主轴转速降低，导致走刀速度下降。

发明内容

本发明创造的目的是提供一种能节省刀具、减少机床效率降低和提高零件加工质量的钛合金快速切削方法；本发明创造的目的是通过下述的技术方案实现的：钛合金快速切削方法，加工参数：

粗铣外形：刀具直径：Φ40R0.5；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：1.5mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：1108 mm/min；主轴转速：500n/min；

粗铣内形：刀具直径：Φ40R3；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ： 1024mm/min；主轴转速：450n/min；或刀具直径：Φ30R3；刀齿数： 4；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ：5 mm；进给速度Ｖｆ：920 mm/min；主轴转速： 500n/min；

精铣内形：刀具直径：Φ19R3；刀齿数：3；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：200 mm/min；主轴转速：1000n/min。

本发明创造的优点：快速切削方式是浅切深，对机床产生的轴向力较弱，这样对机床损伤相对小，会延长机床的使用寿命；快速切削方式机床高转数，快切削，对刀具磨损小，提高了刀具的使用效率；在浅切的过程中，零件的应力会得到释放，这样对零件因在加工中产生的变形就得到了相应的控制，提高了零件的质量及在轻刚性机床上的加工效率。

具体实施方式

钛合金快速切削方法，其特征在于加工参数：

粗铣外形：刀具直径：Φ40R0.5；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：1.5mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：1108 mm/min；主轴转速：500n/min；

粗铣内形：刀具直径：Φ40R3；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ： 1024mm/min；主轴转速：450n/min；或刀具直径为Φ30R3；刀齿数： 4；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ：5 mm；进给速度Ｖｆ：920 mm/min；主轴转速： 500n/min；

精铣内形：刀具直径：Φ19R3；刀齿数：3；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：200 mm/min；主轴转速：1000n/min。

在铣槽的时候，一般选用的刀具要求在槽内能摆开即X、Y向的走刀从一点到另一点时必须能超过刀半径，角度根据槽的宽窄决定，保证轴向切深不超过0.8mm；层与层间的切深要保证在1 mm之间；刀具选择要选带有横刃的，利于轴向切削。

粗加工时，轴向径向都有切削，但当进行到精加工时，要将走刀轨迹边缘缩小，一般的切削是单向的，即轴向切削或径向切削。

编程时一般采用顺铣，这样对刀具的损伤比较小；但在粗铣外形时，在有氧化皮的表面要采用逆铣，减小刀具磨损。

实施例：以某钛合金零件为例：此零件为双面多槽，腹板加筋形式，最薄处为2 mm，最厚处为17 mm，缘条最小厚度2 mm，最大厚度16.5 mm某销孔处的外形高度达到110 mm，并且此处外形为角度面，靠近与某梁牙连接处的外形面为大角度面，其顺航向面的腹板与外缘面成闭角区，这对加工造成一定的难度，钱缘下陷处为25 mm深，此处的壁厚为2 mm，此零件剖面为“工”字形。

原加工方式：小进给（主轴转速低，走刀速度慢），大切削（切削深度大），为重切削。

重切削的加工参数：

粗铣外形：刀具直径：Φ40R0.5；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：25mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：40 mm/min；切削速度Vc：17.58 mm/min；主轴转速：140n/min；去除率Q：10000

粗铣内形：刀具直径：Φ40R3；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：25mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：3 0 mm/min；切削速度Vc：15.88 mm/min；主轴转速：130n/min；去除率Q：7500

精铣内形：刀具直径：Φ19R3；刀齿数：3；切削深度Ａｐ：20mm；切削宽度Ａｅ： 1 mm；进给速度Ｖｆ：60 mm/min；切削速度Vc：11.93 mm/min；主轴转速：200n/min；去除率Q：1200

快速切削的加工参数：

例一：

粗铣外形：刀具直径：Φ40R0.5；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：1.5mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：1108 mm/min；主轴转速：500n/min；去除率Q：16620

粗铣内形：刀具直径：Φ40R3；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ： 1024mm/min；主轴转速：450n/min；去除率Q：10240

精铣内形：刀具直径：Φ19R3；刀齿数：3；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：200 mm/min；主轴转速：1000n/min；去除率Q：2000

例二：

粗铣外形：刀具直径：Φ40R0.5；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：1.5mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：1108 mm/min；主轴转速：500n/min；去除率Q：16620；

粗铣内形：刀具直径Φ30R3；刀齿数： 4；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ：5 mm～10 mm；进给速度Ｖｆ：920 mm/min；主轴转速： 500n/min；去除率Q：4600；

精铣内形：刀具直径：Φ19R3；刀齿数：3；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：200 mm/min；主轴转速：1000n/min；去除率Q：2000。

通过以上数据，切削效率提高，提高了刀具的使用率和延长了机床的使用寿命。

Claims (1)

1.钛合金快速切削方法，其特征在于加工参数：

粗铣外形：刀具直径：Φ40R0.5；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：1.5mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：1108 mm/min；主轴转速：500n/min；

粗铣内形：刀具直径：Φ40R3；刀齿数：5；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ： 1024mm/min；主轴转速：450n/min；或刀具直径：Φ30R3；刀齿数： 4；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ：5 mm；进给速度Ｖｆ：920 mm/min；主轴转速： 500n/min；

精铣内形：刀具直径：Φ19R3；刀齿数：3；切削深度Ａｐ：1mm；切削宽度Ａｅ： 10 mm；进给速度Ｖｆ：200 mm/min；主轴转速：1000n/min。