鈦合金螺旋銑孔對質(zhì)量的產(chǎn)品影響

鈦合金具有比強(qiáng)度高、熱強(qiáng)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(tǒng)的麻花鉆工藝制孔時(shí)，容易形成孔壁熱損傷，并存在鉆削質(zhì)量低、孔壁表面質(zhì)量差等問題。螺旋銑孔技術(shù)是航空裝備制造領(lǐng)域新興的高效、高質(zhì)量制孔技術(shù)。與傳統(tǒng)的鉆孔技術(shù)相比，螺旋銑孔技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)：軸向力?。豢梢詫?shí)現(xiàn)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(zhì)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(shù)，對鈦合金材料制孔精度和加工質(zhì)量有重要影響，國內(nèi)外學(xué)者對鈦合金切削加工的切削力和切削溫度進(jìn)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(xiàn)以來也受到了國內(nèi)外研究人員的關(guān)注。從加工幾何學(xué)角度分析，螺旋銑孔加工過程中銑刀同時(shí)做公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動，加工時(shí)同時(shí)存在底刃的連續(xù)切削及側(cè)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(shù)之間存在定量的關(guān)系。通過研究銑刀側(cè)刃切削與底刃切削去除量之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，在銑刀形狀固定的條件下，銑刀側(cè)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(guān)，該比例對軸向切削力、加工溫度和質(zhì)量有直接影響。螺旋銑孔加工過程中工件上任一點(diǎn)的溫升是銑刀端刃切削生熱與側(cè)刃切削生熱同時(shí)作用的結(jié)果，結(jié)合螺旋銑動力學(xué)分析和傳熱學(xué)理論可建立螺旋銑孔三維溫度預(yù)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(xiàn)，主軸轉(zhuǎn)速與螺旋導(dǎo)程增加時(shí)切削溫度升高，且熱源與測溫點(diǎn)越接近時(shí)，測量溫度越高心。

鈦合金螺旋銑孔試驗(yàn)研究，分析了加工參數(shù)對切削力、切削溫度質(zhì)量的影響，得出以下主要結(jié)論。
(1)在螺旋銑L加工過程中，測量點(diǎn)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(zhuǎn)周期。
(2)螺旋銑孔加工中F。、E隨刀具的公轉(zhuǎn)呈周期性波動，在每個周期內(nèi)，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(shí)，切削溫度明顯上升，切削力基本保持不變；軸向每齒進(jìn)給量及切向每齒進(jìn)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(zhì)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(dǎo)致在工件表面出口處有大量毛刺存在，降低加工孔的質(zhì)量。
(4)在需同時(shí)保證加工效率及加工質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量選擇大的切向每齒進(jìn)給量、大的軸向每齒進(jìn)給量和較低的切削速度。