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材料特性

在航空航天和醫療器械等高端科技領域,孔加工技術扮演著至關重要的角色。鈦合金具有高強度、低密度、耐腐蝕的金屬材料,被廣泛應用于航空航天、醫療器械等高端科技領域,因此需要在鈦合金上使用孔加工技術,實現在輕質合金、復合材料等先進材料之間建立起堅不可摧的紐帶,從而支撐起飛行器的骨架、醫療器械的精密結構,乃至更多高科技產品的核心功能。
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加工難點

鈦合金因其硬度高、低熱導率、化學活性強、加工硬化等特性,加工難度極大。

針對鈦合金,其鉆孔加工的主要加工難點包括:

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高切削溫度

鈦合金的導熱性差,導致鉆孔過程中產生的熱量不易散發,容易造成刀具過熱和快速磨損;

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排屑困難

鈦合金鉆孔過程,難以實現斷屑效果,切屑容易纏繞在刀具上,不容易排出,容易導致刀具出現“卡死”斷刀現象,且對加工精度以及加工質量產生嚴重影響;

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加工硬化

鈦合金在切削過程中易產生加工硬化現象,使得已加工表面硬度增加,加劇刀具磨損;

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化學活性高

鈦合金化學活性高,容易與空氣中的氧氣反應,形成的氧化層可能增加切削過程中的摩擦和磨損;

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切削力大

由于鈦合金的高強度和低熱傳導率,鉆孔時需要更大的切削力,這對刀具的強度和剛性提出了更高要求;

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粘刀現象

在切削過程中,切屑與刀具之間容易發生粘結,形成積屑瘤,影響加工表面質量,且容易造成刀具的粘結磨損;

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鉆孔精度

鈦合金的彈性模量低,加工過程中的回彈較為嚴重,尤其當加工對象厚度較薄時,回彈問題會更加嚴重,影響鉆孔精度。

解決方案

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  • 011)優化刀具材料,選擇進口材料,提高刀具導熱性,耐磨性、抗粘結性性等;
  • 02優化刀具涂層材料,提升刀具耐磨性能和抗粘結性能;
  • 031)優化刀具幾何參數,改善刀具刃口鋒利程度;
  • 041)優化刀具槽型結構,提高刀具的排屑斷屑能力以及增大散熱空間。