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钛合金攻丝技术及丝锥改进研究

2019-11-12

         钛合金是一种难切削材料,切削过程中的特点主要体现在以下方面。切削层变形小由于钛合金的塑性低和钛的化学活泼性高,在高切削温度下化学亲和性很强,容易与大气中的氧氮等元素化合,从而使脆性提高,切削变形小;钛丝切削温度高钛合金导热性很差,导热系数只相当于45号钢的1/5-1/7,切削热不容易散出,主要集中在切削区和切削刃附近的较小范围内;冷硬现象严重一是切削过程中产生的塑性变形,二是在高的切削温度下,钛很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮,冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度,而且能加剧刀具磨损程度;刀具容易磨损主要有:机械磨损:毛坯余量和组织不均匀,硬皮与刀具表面接触发生强烈的机械摩擦,使刀具受到不均匀的负荷造成崩刃现象,此外已加工表面产生的较大弹性恢复,也会使刀具磨损;粘接磨损:钛合金对刀具材料的亲和性很强,在切削温度高和切削力大的条件下,很容易与刀具中的某些元素如""C.TI.Co"等粘附在一起,随切屑的流出导致刀具破损。

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      切削层变化带来的丝锥受力不均匀丝锥攻丝过程属于半封闭式多刃薄切削过程,与车削螺纹相比较,切削条件恶劣。钛丝厂家在工件底孔内切出的螺纹,是由丝锥切削刃瓣上的各切削牙逐层切削而成的。不难看出,丝锥或工件旋转一周后,每个切削牙都前进一个螺距,并分别从工件上切除一层金属。用机用丝锥攻丝时,随着丝锥切入孔中,切削层总面积逐渐增加,当切削锥全部进入孔中工作时,切削层总面积达到大值,当丝锥再继续前进时,由于校准部不起切削作用,所以切削层总面积不再增加。对于钛合金来说,因切削层巨大的摩擦力和塑性变形给运动中的丝锥受力带来了波动,一个最有效的改变办法是将螺纹底孔直径增加到所允许的上限,大程度地减小切削层厚度。


       由于钛合金材料在钛丝加工过程中容易产生表面加工硬化,特别是加工小直径螺纹孔,成了难题。攻丝时由于缩孔,攻上几扣,就抱住丝锥,切削力特别大,普通丝锥很容易折断,使工件无法继续加工。基于上述受力情况,笔者首先将丝锥的大径、中径、小径磨小并分为个等级,以减少切削力带来的影响,但是由于切削量小,工件又容易产生加工硬化,加工起来比较费劲,效率很低,攻上几个螺纹孔就不能继续使用了。后从改变切削角度入手,经过多次反复实验,将丝锥直槽变为螺旋槽,即在原切削牙上按螺旋角度"磨去).+扣,如图-所示,以减小丝锥切削时的接触面积。使切屑与前刀面的接触长度增大,切削热和切削力不至于过分集中于切削刃附近,改善了散热条件,也可加强切削刃,减少崩损的可能性。

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