钛合金CNC加工工艺包含以下几个重要方面:
一、切削加工工艺
刀具选择
由于钛合金的高强度、低热导率和化学活性高等特点,刀具的选择至关重要。一般选用硬质合金刀具,如钨钴类(YG)或钨钛钴类(YT)刀具。这些刀具具有较高的硬度和耐磨性,能够承受钛合金加工时的高切削力。对于一些高精度要求的加工,也可选用聚晶金刚石(PCD)刀具,其切削刃锋利,能实现更精细的加工。
切削参数设定
切削速度:钛合金的切削速度相对较低,因为其导热性差,过高的切削速度会产生大量热量,导致刀具磨损加剧和工件表面质量下降。通常,粗加工时切削速度在 30 - 60m/min,精加工时可适当提高到 60 - 100m/min。
进给量:根据加工精度和表面粗糙度要求调整。粗加工时进给量可较大,一般为 0.1 - 0.3mm/r,精加工时则减少到 0.05 - 0.15mm/r,以获得较好的表面质量。
切削深度:粗加工时切削深度较大,可达 1 - 3mm,以快速去除余量;精加工时切削深度较小,在 0.1 - 0.5mm 之间。
二、铣削加工工艺
铣削方式
采用顺铣方式能获得较好的加工效果。顺铣时,刀具的切削力方向与工件进给方向相同,有利于减少刀具磨损和提高表面质量。在铣削钛合金时,顺铣可以降低切削温度,减少切削力对工件的影响。
铣削刀具路径规划
合理规划刀具路径可以提高加工效率和质量。例如,采用分层铣削的方法,在粗铣时先去除大部分余量,再进行精铣。对于复杂形状的工件,采用环切或行切的方式,要注意避免刀具在加工过程中的突然转向,以免造成刀具磨损和工件表面质量问题。
三、钻削加工工艺
钻头选择
一般选用硬质合金钻头,并且钻头的顶角要比加工普通金属时大,通常为 130° - 140°。这种较大的顶角可以减少钻头与工件的接触面积,降低切削力,提高钻孔的精度和效率。
钻削参数
钻削速度较低,一般在 10 - 30m/min,进给量根据钻头直径和加工要求而定,通常在 0.05 - 0.2mm/r 之间。同时,为了防止钻孔时产生的热量使钻头过热,需要采用适当的冷却润滑方式,如使用专用的钛合金切削液。
四、冷却润滑工艺
冷却润滑的重要性
由于钛合金的加工特性,冷却润滑在整个 CNC 加工过程中非常关键。它可以降低切削温度,减少刀具磨损,提高加工表面质量。