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　　1现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.1概述1现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.1概述211.1.1钛合金的分类钛合金具有密度小（约4.5g/cm3），强度高，耐各种酸、碱、海水、大气等介质的腐蚀等一系列优良的物理力学性能，因此在航空、航天、核能、船舶、化工、石油、冶金、医疗器械等领域中得到了越来越广泛的应用。室温下钛合金有三种基体组织（α、β

　　β钛合金三类。211.1.1钛合金的分类钛合金具有密度小（约4.311.1.1钛合金的分类311.1.1钛合金的分类411.1.1钛合金的分类411.1.1钛合金的分类511.1.2钛合金的性能特点（1）比强度高（2）热强性好（3）耐蚀性好（4）化学活性大（5）导热性能差与弹性模量小图11-1钛合金与铝合金的强度与温度曲线现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.2钛合金的切削加工特点6现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.2钛合金的711.2钛合金的切削加工特点变形系数小表11-2在氩气和大气中切削时的变形系数对比711.2钛合金的切削加工特点变形系数小表11-2在氩气811.2钛合金的切削加工特点切削力图11-2钛合金TC5与45钢的切削力811.2钛合金的切削加工特点切削力图11-2钛合金911.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-3钛合金TC4与45钢的切削温度911.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-3钛1011.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-4切削不同材料时前后刀面的温度分布1011.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-4切1111.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-5切削温度对比1111.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-51211.2钛合金的切削加工特点切屑形态图11-6钛合金挤裂屑的形成阶段示意图1211.2钛合金的切削加工特点切屑形态图11-6钛1311.2钛合金的切削加工特点刀具的磨损特性图11-7刀具磨损形态对比1311.2钛合金的切削加工特点刀具的磨损特性图11-71411.2钛合金的切削加工特点粘刀现象严重由于钛的化学亲和性大，加之切屑的高温高压作用，切削时易产生严重的粘刀现象，从而造成刀具的黏结磨损。1411.2钛合金的切削加工特点粘刀现象严重由于15现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.3钛合金的车削加工15现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.3钛合1611.3.1正确选择刀具材料车削钛合金时必须选用耐热性好、抗弯强度高、导热性能好、抗黏结抗扩散和抗氧化磨损性能好的刀具材料。图11-8车削Ti-6Al-4V时刀具的VB-tm关系曲线正确选择刀具材料车削钛合金时必须选1711.3.1正确选择刀具材料图11-9VB-tm关系曲线正确选择刀具材料图11-10陶瓷、CBN车削Ti-6Al-4V时的VB比较图11-11PCD与K10刀具的VB比较1811.3.1正确选择刀具材料图11-10陶瓷、CBN1911.3.2选择合理的刀具几何参数表11-3钛合金去除外皮粗车时的刀具几何参数1911.3.2选择合理的刀具几何参数表11-3钛合金去2011.3.3切削用量选择表11-4钛锭去除外皮的切削用量2011.3.3切削用量选择表11-4钛锭去除外皮的切削2111.3.3切削用量选择表11-5YG6X车削钛合金外圆的切削用量参考值表11-6切削不同牌号钛合金时速度修正系数2111.3.3切削用量选择表11-5YG6X车削钛合22现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.4钛合金的铣削加工22现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.4钛合2311.4.1正确选择刀具材料作为非连续切削的铣刀刀齿材料，必须能很好地承受高载荷和热冲击，宜采用K类硬质合金，也可选用钴高速钢和铝高速钢。图11-12铣削Ti-6Al-4V的VB曲线正确选择刀具材料作为非连续切削的铣2411.4.2选择合理的刀具几何参数表11-7铣削钛合金时刀具的几何参数2411.4.2选择合理的刀具几何参数表11-7铣削钛钛合金的切削加工课件2611.4.3铣削方式的选择钛合金周边铣削时应尽量采用顺铣，以减轻粘刀现象。图11-13铣刀刀齿前刀面与工件的先接触部位图11-14YG6X端铣刀加工TC4时使用寿命T与e关系曲线铣削方式的选择钛合金周边铣削时应2711.4.4铣削用量表11-8立铣刀周边铣削时切削用量参考值2711.4.4铣削用量表11-8立铣刀周边铣削时切削2811.4.4铣削用量表11-9立铣刀铣槽时切削用量参考值2811.4.4铣削用量表11-9立铣刀铣槽时切削用量2911.4.4铣削用量表11-10盘铣刀铣侧面和槽的铣削用量参考值2911.4.4铣削用量表11-10盘铣刀铣侧面和槽的铣3011.4.4铣削用量表11-11端铣刀铣平面的铣削用量参考值3011.4.4铣削用量表11-11端铣刀铣平面的铣削用31现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.5钛合金的钻削加工31现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.5钛合3211.5钛合金的钻削加工钛合金群钻图11-15钛合金用高速钢群钻切削部分形状3211.5钛合金的钻削加工钛合金群钻图11-15钛3311.5钛合金的钻削加工钛合金群钻表11-12钛合金群钻切削部分的几何参数3311.5钛合金的钻削加工钛合金群钻表11-12钛3411.5钛合金的钻削加工四刃带钻头

　　用四刃带钻头，在相同切削用量条件下钻削TC2，钻头使用寿命比标准麻花钻提高3倍左右，切削温度降低20%左右。3411.5钛合金的钻削加工四刃带钻头用四刃带钻3511.5钛合金的钻削加工钻削用量表11-13高速钢钻头的钻削用量3511.5钛合金的钻削加工钻削用量表11-13高速3611.5钛合金的钻削加工钻削用量表11-14油孔钻或强制冷却钻头的钻削用量3611.5钛合金的钻削加工钻削用量表11-14油孔钻3711.5钛合金的钻削加工钛合金的深孔钻削图11-16钻削钛合金的硬质合金枪钻3711.5钛合金的钻削加工钛合金的深孔钻削图11-163811.5钛合金的钻削加工钛合金的深孔钻削表11-15深孔钻削钛合金的钻削用量3811.5钛合金的钻削加工钛合金的深孔钻削表11-1539现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.6钛合金攻螺纹39现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.6钛合4011.6.1选择性能好的刀具材料如用Al高速钢或Co高速钢丝锥效果较好，或对高速钢丝锥表面进行渗氮、低温渗硫、离子注入等处理。4011.6.1选择性能好的刀具材料如用Al高速钢4111.6.2改进标准丝锥结构（1）加大校准部刀齿的后角

　　4111.6.2改进标准丝锥结构（1）加大校准部刀齿的后角4211.6.3采用跳齿结构图11-17跳齿丝锥的跳齿方式4211.6.3采用跳齿结构图11-17跳齿丝锥的跳齿4311.6.4采用修正齿丝锥图11-18修正齿丝锥加工原理4311.6.4采用修正齿丝锥图11-18修正齿丝锥加4411.6.5切削液的选用钛合金攻螺纹时，切削液的选用是否恰当非常重要。一般含Cl或P的极压切削液效果较好，但用含Cl极压切削液后必须及时清洗零件，以防止晶间腐蚀。4411.6.5切削液的选用钛合金攻螺纹4511.6.6螺纹底孔直径的选取表11-16底孔钻头直径推荐值4511.6.6螺纹底孔直径的选取表11-16底孔钻4611.6.7攻螺纹速度的选取表11-17钛合金攻螺纹速度4611.6.7攻螺纹速度的选取表11-17钛合金攻47现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.1概述1现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.1概述4811.1.1钛合金的分类钛合金具有密度小（约4.5g/cm3），强度高，耐各种酸、碱、海水、大气等介质的腐蚀等一系列优良的物理力学性能，因此在航空、航天、核能、船舶、化工、石油、冶金、医疗器械等领域中得到了越来越广泛的应用。室温下钛合金有三种基体组织（α、β

　　β钛合金三类。211.1.1钛合金的分类钛合金具有密度小（约4.4911.1.1钛合金的分类311.1.1钛合金的分类5011.1.1钛合金的分类411.1.1钛合金的分类5111.1.2钛合金的性能特点（1）比强度高（2）热强性好（3）耐蚀性好（4）化学活性大（5）导热性能差与弹性模量小图11-1钛合金与铝合金的强度与温度曲线现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.2钛合金的切削加工特点6现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.2钛合金的5311.2钛合金的切削加工特点变形系数小表11-2在氩气和大气中切削时的变形系数对比711.2钛合金的切削加工特点变形系数小表11-2在氩气5411.2钛合金的切削加工特点切削力图11-2钛合金TC5与45钢的切削力811.2钛合金的切削加工特点切削力图11-2钛合金5511.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-3钛合金TC4与45钢的切削温度911.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-3钛5611.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-4切削不同材料时前后刀面的温度分布1011.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-4切5711.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-5切削温度对比1111.2钛合金的切削加工特点切削温度高图11-55811.2钛合金的切削加工特点切屑形态图11-6钛合金挤裂屑的形成阶段示意图1211.2钛合金的切削加工特点切屑形态图11-6钛5911.2钛合金的切削加工特点刀具的磨损特性图11-7刀具磨损形态对比1311.2钛合金的切削加工特点刀具的磨损特性图11-76011.2钛合金的切削加工特点粘刀现象严重由于钛的化学亲和性大，加之切屑的高温高压作用，切削时易产生严重的粘刀现象，从而造成刀具的黏结磨损。1411.2钛合金的切削加工特点粘刀现象严重由于61现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.3钛合金的车削加工15现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.3钛合6211.3.1正确选择刀具材料车削钛合金时必须选用耐热性好、抗弯强度高、导热性能好、抗黏结抗扩散和抗氧化磨损性能好的刀具材料。图11-8车削Ti-6Al-4V时刀具的VB-tm关系曲线正确选择刀具材料车削钛合金时必须选6311.3.1正确选择刀具材料图11-9VB-tm关系曲线正确选择刀具材料图11-10陶瓷、CBN车削Ti-6Al-4V时的VB比较图11-11PCD与K10刀具的VB比较1811.3.1正确选择刀具材料图11-10陶瓷、CBN6511.3.2选择合理的刀具几何参数表11-3钛合金去除外皮粗车时的刀具几何参数1911.3.2选择合理的刀具几何参数表11-3钛合金去6611.3.3切削用量选择表11-4钛锭去除外皮的切削用量2011.3.3切削用量选择表11-4钛锭去除外皮的切削6711.3.3切削用量选择表11-5YG6X车削钛合金外圆的切削用量参考值表11-6切削不同牌号钛合金时速度修正系数2111.3.3切削用量选择表11-5YG6X车削钛合68现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.4钛合金的铣削加工22现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.4钛合6911.4.1正确选择刀具材料作为非连续切削的铣刀刀齿材料，必须能很好地承受高载荷和热冲击，宜采用K类硬质合金，也可选用钴高速钢和铝高速钢。图11-12铣削Ti-6Al-4V的VB曲线正确选择刀具材料作为非连续切削的铣7011.4.2选择合理的刀具几何参数表11-7铣削钛合金时刀具的几何参数2411.4.2选择合理的刀具几何参数表11-7铣削钛钛合金的切削加工课件7211.4.3铣削方式的选择钛合金周边铣削时应尽量采用顺铣，以减轻粘刀现象。图11-13铣刀刀齿前刀面与工件的先接触部位图11-14YG6X端铣刀加工TC4时使用寿命T与e关系曲线铣削方式的选择钛合金周边铣削时应7311.4.4铣削用量表11-8立铣刀周边铣削时切削用量参考值2711.4.4铣削用量表11-8立铣刀周边铣削时切削7411.4.4铣削用量表11-9立铣刀铣槽时切削用量参考值2811.4.4铣削用量表11-9立铣刀铣槽时切削用量7511.4.4铣削用量表11-10盘铣刀铣侧面和槽的铣削用量参考值2911.4.4铣削用量表11-10盘铣刀铣侧面和槽的铣7611.4.4铣削用量表11-11端铣刀铣平面的铣削用量参考值3011.4.4铣削用量表11-11端铣刀铣平面的铣削用77现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.5钛合金的钻削加工31现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.5钛合7811.5钛合金的钻削加工钛合金群钻图11-15钛合金用高速钢群钻切削部分形状3211.5钛合金的钻削加工钛合金群钻图11-15钛7911.5钛合金的钻削加工钛合金群钻表11-12钛合金群钻切削部分的几何参数3311.5钛合金的钻削加工钛合金群钻表11-12钛8011.5钛合金的钻削加工四刃带钻头

　　用四刃带钻头，在相同切削用量条件下钻削TC2，钻头使用寿命比标准麻花钻提高3倍左右，切削温度降低20%左右。3411.5钛合金的钻削加工四刃带钻头用四刃带钻8111.5钛合金的钻削加工钻削用量表11-13高速钢钻头的钻削用量3511.5钛合金的钻削加工钻削用量表11-13高速8211.5钛合金的钻削加工钻削用量表11-14油孔钻或强制冷却钻头的钻削用量3611.5钛合金的钻削加工钻削用量表11-14油孔钻8311.5钛合金的钻削加工钛合金的深孔钻削图11-16钻削钛合金的硬质合金枪钻3711.5钛合金的钻削加工钛合金的深孔钻削图11-168411.5钛合金的钻削加工钛合金的深孔钻削表11-15深孔钻削钛合金的钻削用量3811.5钛合金的钻削加工钛合金的深孔钻削表11-1585现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.6钛合金攻螺纹39现代机械加工新技术第11章钛合金的切削加工11.6钛合8611.6.1选择性能好的刀具材料如用Al高速钢或Co高速钢丝锥效果较好，或对高速钢丝锥表面进行渗氮、低温渗硫、离子注入等处理。4011.6.1选择性能好的刀具材料如用Al高速钢8711.6.2改进标准丝锥结构（1）加大校准部刀齿的后角

　　4111.6.2改进标准丝锥结构（1）加大校准部刀齿的后角8811.6.3采用跳齿结构图11-17跳齿丝锥的跳齿方式4211.6.3采用跳齿结构图11-17跳齿丝锥的跳齿8911.6.4采用修正齿丝锥图11-18修正齿丝锥加工原理4311.6.4采用修正齿丝锥图11-18修正齿丝锥加9011.6.5切削液的选用钛合金攻螺纹时，切削液的选用是否恰当非常重要。一般含Cl或P的极压切削液效果较好，但用含Cl极压切削液后必须及时清洗零件，以防止晶间腐蚀。4411.6.5切削液的选用钛合金攻螺纹9111.6.6螺纹底孔直径的选取表11-16底孔钻头直径推荐值4511.6.6螺纹底孔直径的选取表11-16底孔钻9211.6.7攻螺纹速度的选取表11-17钛合金攻螺纹速度4611.6.7攻螺纹速度的选取表11-17钛合金攻

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