在機械制造業中,鈦合金材料具有其他金屬材料無法擁有的特點:比強度高,熱強性高,抗蝕性好;合金密度僅為鋼的58%,因此利用鈦合金材料做成的薄壁殼體結構件,將成為國防產品通用工件。由于工件壁薄,加工容易變形,徑向夾緊力使工件產生彈性變形,刀具磨損快使加工尺寸不穩定,不易保證加工質量,使工件廢品率及加工成本居高不下,工件加工變形一直困擾技術人員及加工操作者。
傳統的鈦合金薄壁工件加工不注重刀具材料、切削要素的選擇,使加工刀具磨損快,變形增大;僅采用單一的車削加工工藝,而不是遵循逐漸循環的消除加工應力工藝技術;加工中采用的消除夾緊變形的夾具設計不當;加工后又不注重尺寸穩定性的工藝措施;薄壁鈦合金工件加工最大的瓶頸是材料難加工、尺寸精度及形位公差要求高、壁薄易變形,影響加工變形因素有很多,主要體現以下幾個方面。
(1)工件壁薄切削熱的產生引起變形
鈦合金材料的導熱系數小于不銹鋼和高溫合金的導熱系數,散熱條件差分別是鐵和鋁的1/4和1/16,使切削區溫度迅速上升,積于切削刃附近不易散發,造成加工的刀尖附近應力集中,造成刀具磨損崩刃,造成工件變形。
(2)工件剛性差切削過程中機床振動及切削要素不合適產生變形薄壁工件剛性差,受機床振動等因素造成加工薄壁鈦合金材料工件時,不合適的切削速度使切削過程中產生振動,引起變形。
(3)工件切削過程中徑向夾緊力產生變形
鈦合金薄壁工件加工裝夾時,在徑向夾緊力的作用下,易引起彈性變形,從而影響工件的尺寸精度及形位公差要求。
(4)工件切削過程中應力釋放產生變形
鈦合金薄壁工件加工過程中,每進行一次切削金屬時,應力將釋放出來,造成工件變形。









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