鈦合金的可加工性較差,加(jiā)工窗(chuāng)口較小。除了刀具本身,其它很多因素也會影響到鈦合金的加工。為了確保成功(gōng)地進行鈦合(hé)金加工,需要特別注(zhù)意四個方麵:冷卻液壓力和流量、編程技巧、機床必須具備的條件、刀具(jù)及夾(jiá)持(chí)。下麵將(jiāng)針對這四個方麵為您提供實用的加工建議。
1. 冷卻液壓力和流量
第一個問題是冷卻液(yè),切削鈦合金時(shí)冷卻液具(jù)有極大影響。可提供的建議很簡單:切削鈦合金時總是使用大量的(de)冷卻液,並盡可能應用高壓冷卻(què)(HPC)。與常規壓力冷(lěng)卻相比,采用高壓冷卻時,刀具壽命可翻番。高壓冷卻更易消除(chú)切屑粘接,並能防止(zhǐ)由切屑的再切削而引起(qǐ)的刀具損壞(huài)。
建議:
采用通過主軸和刀具的內冷(lěng)卻(què)。
采(cǎi)用高壓冷卻。
冷卻液的流(liú)量與壓(yā)力應根據冷卻液噴(pēn)口的數量和直徑仔細(xì)規劃。
噴嘴應保持較小尺寸以實(shí)現最大的冷卻液壓力。
推薦壓力:70 巴(1000 psi)或更大。
推(tuī)薦流(liú)量:≥50 升/分(13 加侖/分)。
2. 確保最佳刀具路徑的編程(chéng)技(jì)巧
製定完全(quán)優化的加工程序比使用CAM 係統中現成的固定循環要花費更多時間(jiān)。如果僅加工一件零件,其效果(guǒ)將(jiāng)得不償失。但是,如果這個零件的加工要持續數年,則(zé)從開始(shǐ)做到最好就是值(zhí)得的。
經過優化的編程可以使生產(chǎn)效率提高50%,同時還能獲得(dé)更長的刀具壽命和更高的工藝安全性。最優先考慮的編程事項陳述如下。
建議
使用薄切屑——具(jù)有小主偏角或圓刀片(piàn)麵銑刀。立銑刀的銑削寬度不超過刀具直徑的30%。
清角策略——如果凹腔(qiāng)深度小於刀具直徑的4 倍,可(kě)在高速的現代機床上用整體(tǐ)硬質合金(jīn)立銑刀以小銑(xǐ)削寬度多次切(qiē)削的方式(slicing)進行加工。如果凹腔深度超過刀具直徑的4 倍,則使用插銑以獲得較高的穩定性。
切屑由厚變(biàn)薄——通過以下(xià)方(fāng)式控製切屑形成:滾入式切入、外角換向時采用繞角圓弧軌跡、采用較大的編(biān)程半徑以及避免很明顯或突然的進給方向變化。
凹腔加工時保(bǎo)持刀具—工件接觸弧長較短——先加工出較大的下刀孔(由鑽削或(huò)螺旋插(chā)補銑(xǐ)得到),再采用滾入(rù)式切入,然後(hòu)用較大的圓角半徑進行拐角處編程(chéng)以(yǐ)避免在此(cǐ)處產生振動
3. 對機床(chuáng)的要求(qiú)
機床自身當然會對產出產生巨大影響。在不同的轉速、功率(lǜ)和扭矩要求,機床必須在各種應用範圍內都(dōu)能正常工作。
建議:
功(gōng)率和扭矩——功率30kW,在轉速350r/min 時具有1000 Nm 的扭矩,以較低的切削速度進行強力粗加工。
主軸轉速——6,000r/min,這樣可使(shǐ)用小直徑刀具(jù)進行精加工(gōng)。
穩定的接口——在彎曲剛度和夾緊力方麵,可樂滿Capto 最為出色。這對使用長(zhǎng)刃立銑刀尤為重要。
動態特性——凹腔圓角(jiǎo)處(chù)快(kuài)速改變進給方向和(hé)精加工(gōng)時的高進給量都要求(qiú)機床具有很高的動態性能(néng)。
4. 刀具和刀具夾持
第(dì)四(sì)項關(guān)鍵因素是利用正確的刀具找到(dào)主偏角(jiǎo)、刀具齒數以及最佳金屬去除率之間的平衡。下麵給(gěi)出了常見的鈦合金加(jiā)工(gōng)應用進(jìn)行(háng)了優化的刀具選擇。
麵銑:
山特維(wéi)克可樂滿CoroMill® 300
由於較小的實際主偏(piān)角(jiǎo)和切屑減薄效應,圓(yuán)刀片(piàn)刀具可(kě)以提供最佳的生產效率(lǜ)和刀具(jù)壽命。CoroMill 300 切(qiē)削十分輕快。內冷卻設計和密齒選(xuǎn)項(xiàng)使得該刀具成為鈦合金麵銑的最佳選(xuǎn)擇。CoroMill 300 也很適合螺旋插(chā)補(bǔ)銑削(xuē)和實心銑孔。最新推出了直徑為20mm(公製)或1.0 英寸(英製)規(guī)格的刀片和相應的刀體。
2D 仿形加工(gōng)和凹腔加工:
山特維克可樂滿CoroMill® 690
長刃(rèn)立銑(xǐ)刀是金屬去除率(lǜ)極高的(de)高性能刀具,專為鈦合金加(jiā)工而開發(fā)。刀片底部特別的軸向定位設計既防止了刀片移動(dòng),又(yòu)能安全可靠地獲得高金屬去除率。刀具切削輕快,所(suǒ)需功率很低。每個冷卻液孔孔(kǒng)口都帶螺紋,以(yǐ)便於安裝使用適合高壓冷卻應用的小直徑噴嘴。
插銑:
山(shān)特維(wéi)克可樂滿CoroMill® 215
在穩定工況下,沿著Z 軸進給並(bìng)非首選的加工(gōng)方式。但工況不會總(zǒng)是很穩定,插銑對(duì)於工件裝夾較弱和刀具懸伸較大來說是很好的選擇。為了保持(chí)更高的生產效率,很(hěn)重要的一點是能夠(gòu)獲得合理的切削深度。CoroMill 215 的最大(dà)切削深度(dù)為22mm(0.85 英寸)。
半精加工和精加工:
在深凹腔(qiāng)(具有較小的清角(jiǎo)半徑和(hé)較大的底部過渡半徑(jìng))中進行半精加工和精加工時,需要使用帶縮頸柄部的長刀具(jù)。
山特維克可樂滿CoroMill® 316
coroMill 316 是新推(tuī)出的產品,其獨(dú)特的接口呈錐形,具有軸向定位麵和尾部的徑向定位圓柱麵,能夠(gòu)提(tí)供極好的徑向和(hé)軸向(xiàng)重複定位精度以及獨一(yī)無二的彎曲剛(gāng)度,這使其成為完(wán)美的刀具,加工安全可(kě)靠(kào)。
山特維克可(kě)樂滿CoroMill® Plura(金(jīn)剛銑)
已開發的Coromill Plura(金剛銑)標準產品係列覆蓋了適於凹腔的3 軸和5 軸加工的典型長度和半(bàn)徑。
刀具夾持:
可樂滿Capto 模塊式(shì)工具係統靈活性極(jí)佳,可組合出具有所需最佳長徑比的刀具。極(jí)佳的穩定性和徑向(xiàng)跳動在可確保(bǎo)獲得(dé)很高的金(jīn)屬去除率。係統擁有的多達5,000多種標準模塊(kuài),可組合出用於銑削(xuē)、鑽削和鏜削等加工的各種刀(dāo)具。
Hydro-Grip®
對於(yú)高速加工,熱(rè)裝刀柄和Hydro-Grip 液壓夾頭可保證很小的徑向跳動,是高(gāo)質量加工的可靠(kào)保證。
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