XX型号产品上难切削材料零件的切削-模具行业新闻-塑料模具网

我分厂是专门为公司军品加工制造模具、夹具、刀具及量具的工装分厂，同时也为其加工一些航空产品的机械零件。XX型号产品为航空产品，其上许多零件处于高温、高压、高速条件下工作，要求采用热稳定性好；热强性高的材料制做。所以该产品零件所用材料多为钛合金TC4、Ti-3Al-2.5V;不锈钢2Cr13、1Cr18Ni9Ti；弹性合金3J01、3J53及软磁合金1J50等为难加工材料。象钛合金、弹性合金也是我厂首次接触的材料，对其切削加工性能缺乏了解。加之细长，薄壁零件较多，加工精度较高，例如：右堵头零件两孔间壁厚仅为0.35mm。这些材料中有的是多组元、含量高、激活能大的高熔点金属元素经过复杂合金化的强化材料；有的则是硬质点较多、高强度的材料。它们在切削加工中，刀具承受巨大的压力和温度，造成刀具的剧烈磨损、热烈破损，甚至塑性变形，使得切削加工极为困难。使用原有的刀具及工艺方法加工,加工时发出刺耳的鸣叫声,刀具振动大,耐用度极低,加工工件精度差,须采用抛光工序予以弥补,生产效率极低,满足不了用户的要求。

    针对上述情况我们成立了课题攻关小组，根据零件和材料的不同特点进行工艺探索试验，同时制定下一步的攻关方案，以确定行之有效的加工方法。经过一段时间的多次试验，终于攻克了难关，现XX型号产品零件全部按期交付用户使用，特别是该产品中难加工材料的零件加工质量（如：表面粗糙度）得到了用户的肯定与赞扬，获得了一些经验。现特总结如下：

    一、切削材料的切削特点如下：

    1、切削力大：钛合金TC4、Ti-3Al-2.5V；不锈钢2Cr13、1Cr18Ni9Ti及弹性合金3J01等难切削材料大多是高强度、高硬度材料，其中多为原子密度大，滑移系数多，滑移方向多的面心立方晶格的奥氏体组织结构。其抗断裂韧性高，持久塑性大。尤其像1Cr18Ni9Ti是经过固溶强化后的奥氏体组织，晶格严重扭曲，且原子结合力大，变形抗力大，切削时产生强烈的塑性变形、切削力剧增，正常条件下精车时，切削力为45号钢的1.5～2.5倍。

    2、切削温度高：由于难切削材料多具有很高的热强性,在高温下还保持很高的强度,所以切削消耗的切削变形功大、产生的热量多。又因为像钛合金、弹性合金等材料的导热系数很小如：TC4的导热系数λ=0.019,则切削区已经产生的大量切削热都集中聚积形成了很高的切削温度,加之,钛合金、弹性合金比热、比重皆小，切削温度就会更高，弹性合金的切削温度可高达1000°C左右。

    3、加工硬化严重：1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢、弹性合金的加工硬化倾向极大，加工硬化程度和硬化深度要比45钢高几倍，而弹性合金的硬化层可达0.3mm以上。

    4、容易粘刀、加剧粘结磨损：切屑和前刀面极易产生粘结、熔焊等现象，使排屑困难，造成崩刃或打刀。

    5、材料基体中含有高硬度质点如:TiC、金属间化合物，对刀具产生强烈摩擦，造成严重的机械磨损。

    6、刀具氧化磨损和扩散磨损十分严重。另外，车削奥氏体不锈钢：1Cr18Ni9Ti和钛合金时，刀具的边界磨损特别显著，易造成刀具大块崩掉和加工表面粗糙度增高，使刀具过早失去切削能力。

    7、不锈钢和弹性合金的切屑不易折断，极易粘结产生积屑瘤。

    由于不锈钢的韧性、塑性皆大，车削加工时，切屑连绵不断。不仅影响操作的顺利进行，切屑还会挤伤已加工表面。在高温、高压下，不锈钢与其它金属的亲和性强，易产生粘附现象，并形成积屑瘤。既加剧刀具的磨损，又会出现撕扯现象而使已加工表面恶化。

二、XX型号产品中具有典型难度的零件分析：

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(责任编辑：小编)

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