鈦合金螺旋銑孔對質量的產品影響

鈦合金具有比強度高、熱強度好、耐腐蝕、良好的低溫性能，由于鈦合金材料的難加工特性，采用傳統的麻花鉆工藝制孔時，容易形成孔壁熱損傷，并存在鉆削質量低、孔壁表面質量差等問題。螺旋銑孔技術是航空裝備制造領域新興的高效、高質量制孔技術。與傳統的鉆孔技術相比，螺旋銑孔技術具有很多優(yōu)點：軸向力??；可以實現一種刀具加工不同直徑孔，減少刀具種類；切屑不連續(xù)，排屑空間大，切屑能更好排出，減少切屑與已加工表面的摩擦，從而提高加工表面質量；斷續(xù)的加工過程有利于刀具散熱，能夠降低刀具磨損，延長刀具使用壽命等。

切削力和切削溫度是切削加工中重要的過程參數，對鈦合金材料制孔精度和加工質量有重要影響，國內外學者對鈦合金切削加工的切削力和切削溫度進行了大量研究。作為一種重要的制孔方式，螺旋銑孔加工自出現以來也受到了國內外研究人員的關注。從加工幾何學角度分析，螺旋銑孔加工過程中銑刀同時做公轉、自轉和進給運動，加工時同時存在底刃的連續(xù)切削及側刃的斷續(xù)切削，其未變形切屑的幾何形狀和尺寸與切削參數之間存在定量的關系。通過研究銑刀側刃切削與底刃切削去除量之間的關系發(fā)現，在銑刀形狀固定的條件下，銑刀側刃切削去除材料和底刃切削去除材料間的比例僅與刀具直徑和加工孔徑有關，該比例對軸向切削力、加工溫度和質量有直接影響。螺旋銑孔加工過程中工件上任一點的溫升是銑刀端刃切削生熱與側刃切削生熱同時作用的結果，結合螺旋銑動力學分析和傳熱學理論可建立螺旋銑孔三維溫度預測模型并分析螺旋銑孔切削溫度特征。利用上述模型分析螺旋銑孔溫度發(fā)現，主軸轉速與螺旋導程增加時切削溫度升高，且熱源與測溫點越接近時，測量溫度越高心。

鈦合金螺旋銑孔試驗研究，分析了加工參數對切削力、切削溫度質量的影響，得出以下主要結論。
(1)在螺旋銑L加工過程中，測量點的溫度由于傳熱與散熱相互影響而先上升后下降，局部溫度曲線呈周期性波動，波動周期即為刀具公轉周期。
(2)螺旋銑孔加工中F。、E隨刀具的公轉呈周期性波動，在每個周期內，只、F。大小及變化趨勢一致，但存在900的相位差。
(3)切削速度增加時，切削溫度明顯上升，切削力基本保持不變；軸向每齒進給量及切向每齒進給量增加，切削溫度無明顯變化，切削力上升。切削溫度是影響鈦合金加工孔表面質量的主要因素。切削溫度高，切屑流動性變差，容易粘附在排屑槽中堵塞刀具，降低刀具的切削能力，導致在工件表面出口處有大量毛刺存在，降低加工孔的質量。
(4)在需同時保證加工效率及加工質量的前提下，應盡量選擇大的切向每齒進給量、大的軸向每齒進給量和較低的切削速度。