航空鈦合金葉片工藝的難點:1、葉片變形問題。這個問題和磨削余量不均勻是同類問題,鍛造鈦合金葉片和超塑成型葉片均在一定溫度下完成形變,受殘余應(yīng)力影響都存在變形,尤其是壓氣機葉片,變形的數(shù)量級與葉片進排氣邊厚度在同一量級,達到0.1mm以上,這和航空葉片一般型面空間誤差0.05mm左右相比就太大了,必須予以修正。2、基準(zhǔn)問題,型面定位、葉片裝夾后的一致性問題。精鍛葉片和超塑成型葉片型面精度很好,但仍然是粗基準(zhǔn),這和汽輪機葉片銑削基準(zhǔn)相比還是比較粗。如上所述,這個裝夾定位誤差在數(shù)量級上和葉片變形誤差相當(dāng),這也是不能不考慮到的一個重要影響因素,也必須通過修正坐標(biāo)系來解決。此外,進排氣邊磨削時,冷卻條件不好,很薄的邊緣散熱條件不好,葉片進排氣邊容易產(chǎn)生燒蝕,這也給葉片進排氣邊磨削帶來一定困難;對于超塑成型風(fēng)扇葉片,除了進排氣邊,型面也需要磨削拋光,還存在型面余量不均勻、變形誤差等問題。鈦合金零件加工工藝與優(yōu)化的點考慮:從工件的結(jié)構(gòu)上考慮。南海區(qū)鈦合金葉輪加工
自從1790年發(fā)現(xiàn)鈦元素以來,人類為了獲得它超凡的性能,而開展了長達百年的艱辛探索。1910年人類次制得金屬鈦,但鈦合金的應(yīng)用之路艱辛漫長,直到40年后的1951年才終實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。我國自20世紀(jì)60年代開始鈦合金的研制與應(yīng)用工作。鈦Ti鈦合金具有比強度高、耐腐蝕、耐高溫、抗疲勞等特點。同樣大小的鈦合金重量只是鋼的60%,但是卻比合金鋼的強度高。鈦合金由于良好的特性,經(jīng)常應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域,如人工關(guān)節(jié)、骨固定器件,義齒等等……“空間金屬”鈦合金被用于飛機結(jié)構(gòu)零部件和耐熱零部件上,是當(dāng)代飛行器和發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)材料之一,被譽為“空間金屬”。南海區(qū)鈦合金葉輪加工切削鈦合金加工條件的選擇:切削鈦合金的刀具材料。
對于薄壁類框體鈦合金零件精度要求高的部位,工裝的裝夾可能會導(dǎo)致零件的新變形,要保證零件的加工精度和性能。因為在切削過程中,切削力、夾緊力之間的波動效應(yīng)會產(chǎn)生耦合作用,導(dǎo)致夾緊不當(dāng)?shù)母郊討?yīng)力、切削后的殘余應(yīng)力、工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力再次分布,當(dāng)工裝卸力后就產(chǎn)生加工后新的變形。為此針對特殊的部位,推薦運用“過渡外形可調(diào)支撐”或“過渡外形柔性工裝”的辦法,即根據(jù)自由狀態(tài)下零件過渡外形的形狀設(shè)計與之完全貼合的可調(diào)(柔性)支撐并夾緊。如是加工大型薄壁鈦合金零件內(nèi)壁時,更多從節(jié)約成本的角度,一般通常采用碗狀包托與芯部襯托相結(jié)合的工裝結(jié)構(gòu)方式,這種方式可更有效地實現(xiàn)工裝的裝夾可靠。
鉆削和攻絲加工鈦合金時較好不用含氫的冷卻液,避免產(chǎn)生有毒物質(zhì)和引起氫脆。鉆削淺孔時,可用電解切削液,其成分是:葵二酸Y%}10%,三乙醇胺Y%}10%,甘油Y%}10%,硼酸Y%}10%,亞硝酸鈉3%}5%%,剩余為水。鉆削深孔時,用N32機械油加煤油,西己比是3:1.5,也可用硫化切削液。鈦合金攻絲加工,特別是小孔攻絲加工是很困難的。其主要原因是由于鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)低,在攻絲加工過程中,切削區(qū)形成高溫,造成鈦合金熱膨脹,另外,鈦合金加工后回彈大,孔壁擠壓絲錐,甚至將牙型面包住,絲錐不能轉(zhuǎn)動,否則將絲錐折斷。經(jīng)過大量分析試驗,較后主要通過改進絲錐結(jié)構(gòu)形式和選擇適合鈦合金刀具材料解決了這一難題。鈦合金加工困難的原因:鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)小,因此在加工鈦合金時切削溫度很高。
鈦及鈦合金的加工性能:磨削加工性能。鈦合金化學(xué)性質(zhì)活潑、在高溫下易與磨料親和并粘附,堵塞砂輪,導(dǎo)致砂輪磨損加劇,磨削性能降低,磨削精度不易保證。砂輪磨損同時也增大了砂輪與工件之間的接觸面積,致使散熱條件惡化,磨削區(qū)溫度急劇升高,在磨削表面層形成較大的熱應(yīng)力,造成工件的局部燒傷,產(chǎn)生磨削裂紋。鈦合金強度高、韌性大,使磨削時磨屑不易分離、磨削力增大、磨削功耗相應(yīng)增加。鈦合金熱導(dǎo)率低、比熱小、磨削時熱傳導(dǎo)慢,致使熱量積聚在磨削弧區(qū),造成磨削區(qū)溫度急劇升高。鈦合金零件加工產(chǎn)品的比強度在金屬結(jié)構(gòu)資料中是很高的,它的強度與鋼材適當(dāng),但其分量光為鋼材的57%。南海區(qū)鈦合金葉輪加工
鈦合金加工注意事項:將處理掉的碎屑存放在不可燃容器中覆蓋好。南海區(qū)鈦合金葉輪加工
鈦合金的加工方法:鋸齒切削刃刀具的使用。由于鋸齒切削刃可減小接觸寬度,從而可減少熱量的產(chǎn)生。此外,切削液可從鋸齒之間到達被切削面,因此鋸齒切削刃刀具對鈦合金的加工十分有效。鈦的各種屬性使之成為具有強大吸引力的零件材料,但其中許多屬性同時也影響著它的可加工性。鈦具備優(yōu)良的強度-重量比,其密度通常光為鋼的60%。鈦的彈性系數(shù)比鋼低,因此質(zhì)地更堅硬,撓曲度更好。鈦的耐侵蝕性也優(yōu)于不銹鋼,而且導(dǎo)熱性低。這些屬性意味著鈦金屬在加工過程中會產(chǎn)生較高和較集中的切削力。它容易產(chǎn)生振動而導(dǎo)致切削時出現(xiàn)震顫;并且,它在切削時還容易與切削刀具材料發(fā)生反應(yīng),從而加劇月牙洼磨損。此外,它的導(dǎo)熱性差,由于熱主要集中在切削區(qū),因此加工鈦金屬的刀具必須具備高熱硬度。南海區(qū)鈦合金葉輪加工
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