Резка титанового сплава

Характеристики резки
Когда твердость титанового сплава превышает HB350, резка особенно затруднена, а когда она меньше HB300, он склонен к прихватыванию инструмента и его трудно резать. Однако твердость титановых сплавов — это лишь один аспект, который трудно поддается механической обработке, и ключевой момент заключается во всестороннем влиянии химических, физических и механических свойств титановых сплавов на их обрабатываемость. Титановый сплав имеет следующие режущие характеристики:
(1) Низкий коэффициент деформации: это важная особенность резки титановых сплавов, коэффициент деформации которых меньше или близок к 1. Расстояние трения скольжения стружки по передней поверхности значительно увеличивается, что ускоряет износ инструмента.
(2) Высокая температура резания: из-за небольшой теплопроводности титанового сплава (эквивалентной только 1/5-1/7 стали 45 #) длина контакта между стружкой и передней режущей поверхностью чрезвычайно мала, тепло, выделяемое во время резки, не передается легко и концентрируется в небольшом диапазоне вблизи зоны резания и режущей кромки, что приводит к высокой температуре резания. При тех же условиях резки температура резки может быть более чем в два раза выше, чем при резке стали 45.
(3) Сила резания на единицу площади велика: основная сила резания примерно на 20 процентов меньше, чем при резке стали. Из-за чрезвычайно короткой длины контакта между стружкой и передней режущей поверхностью сила резания на единицу площади контакта значительно увеличивается, что может привести к поломке лезвия. В то же время из-за малого модуля упругости титанового сплава в процессе обработки легко производить изгибные деформации под действием радиальной силы, вызывающие вибрацию, увеличивающую износ инструмента и влияющую на точность деталей. Поэтому требуется, чтобы технологическая система имела хорошую жесткость.
(4) Явление сильной холодной закалки: из-за высокой химической активности титана он легко поглощает кислород и азот из воздуха, образуя твердую и хрупкую внешнюю оболочку при высоких температурах резки; В то же время пластическая деформация в процессе резания также может вызвать упрочнение поверхности. Явление холодной закалки не только снижает усталостную прочность деталей, но и усиливает износ инструмента, что является очень важной особенностью при резании титановых сплавов.
(5) Режущие инструменты склонны к износу: после обработки заготовки штамповкой, ковкой, горячей прокаткой и другими методами на ней образуется твердая и хрупкая неровная внешняя оболочка, которая склонна к поломке лезвия, что затрудняет резку. шкурка — самый сложный процесс обработки титановых сплавов. Кроме того, из-за сильного химического сродства титанового сплава к инструментальным материалам инструмент склонен к адгезионному износу при высокой температуре резания и высокой силе резания на единицу площади. При точении титановых сплавов износ передней режущей поверхности иногда бывает даже более сильным, чем задней; Когда скорость подачи f<0.1 mm/r, wear mainly occurs on the rear cutting surface; When f>{{0}},2 мм/об, будет износ передней поверхности лезвия; При использовании твердосплавного режущего инструмента для прецизионного и полуточного точения более целесообразно иметь VBmax менее 0,4 мм для износа задней режущей поверхности.
При фрезеровании из-за низкой теплопроводности материалов из титановых сплавов и чрезвычайно короткой длины контакта между стружкой и передней режущей поверхностью тепло, образующееся во время резания, не передается легко, концентрируется в зоне деформации резания и в небольшом диапазоне вблизи фрезерования. передовой. Во время обработки на режущей кромке возникают чрезвычайно высокие температуры резания, что значительно сокращает срок службы инструмента. Для титанового сплава Ti6Al4V при допустимых условиях прочности инструмента и мощности станка ключевым фактором, влияющим на стойкость инструмента, является температура резания, а не величина силы резания.