钛合金工件的加工方法

      对于许多加工车间而言，加工高强度的钛合金工件就如爬坡一般艰难。为了解决这个问题，机床制造商将铣床和车床的刚性提高，改善主轴的减震性能和机床构架的尺寸，并提高了马达的性能；这些措施是为了能够提供所需的大切削力，同时减少有害的机床振动，以避免降低工件的加工质量和缩短刀具的使用寿命。在钛材加工中，为了使刀具系统达到最优化，获得最大的金属切除率，需要特别关注提供切削力输出的机床性能，切削刀具的切削刃与工件接触部位的特性，以及机床与刀具的联接部位-主轴联接装置。

　　如果能够在购买大型的特殊材料加工设备时运用变速自行车的类比原则，就能取得更好的效果。人们购买变速自行车是为了娱乐或锻炼，但在骑行的时候，却总是使用感觉最舒适的两三个变速挡位。环法自行车赛运动员和其它经过良好训练的运动员既关注赛车的各个部件，同时又利用各个部件的优势（车架、脚蹬、传动装置、车轮，等等）以获得赛车无论是在爬坡时，还是在平地骑行时最大功率的输出。

　　机床HPX63的主要设计标准包括一项大型切削容量，最大加工直径为1050毫米，工件高度（Y轴）最大可为1050毫米。X轴行程为1000毫米，Z轴行程为900毫米，托盘尺寸为630毫米。B轴转台转速可达12rpm，具有高扭矩，加速快的性能。移动速度快，可达32米/分钟，加速度/减速度为0.5G，切削进给率为12米/分钟。该机床专为精密加工而设计，采用的冶金工艺使铸件具有最大的刚性，主轴箱轴向滑轨经过淬火、磨削、手工刮磨处理。定位精度和重复定位精度为0.001毫米。三井机床的主轴装置可对温度变化进行自动补偿，不需要热机时间。这家公司提供多种主轴选择方案，以满足用户选择直接传动和齿轮传动的需要，以及对不同扭矩和转速的需要。

　　总而言之，HPX-63机床具有良好的坚固性、刚性、和精确性，非常适合对钛、铬镍铁合金、工具钢、不锈钢、以及铝材料的加工，适用于航空航天行业、能源行业、压缩机、模具、夹具及工装设备、汽车原型零件制造、以及通用高精度加工。为了使刀具系统达到最优化，要求主轴联接装置能够最大化地传递机床功率。市场上多数刀具产品为整体式刀具，主轴夹紧力相对较低。联接装置的刚性非常有限，并且径向配合需要保持在最小规定值。为了获得稳定的端面接触性能，需要非常紧密的公差等级，因此加工成本大幅上升。

　　切削刀具。测试中使用了四只不同的切削刀具，分别是

　　（1）一只203.2毫米直径的端面铣刀，带有7个方形可转位刀片；

　　（2）一只相同直径的端面铣刀，带有7个圆刀片；

　　（3）一只76.21毫米直径，228.6毫米长度的玉米铣刀（HARVI UltraTM），带有5个螺旋排，每个螺旋排上有11个刀片，以及

　　（4）一个125毫米直径的平底可转位钻（FBI），带有6个可转位刀片。因为机床和主轴具有充足的功率输出，并且主轴联接装置具有卓越的夹紧力，测试加工结果非常出色。方形刀片端面铣刀的金属切除率达到了88.74立方厘米/分钟，主轴速度为64 min-1，切削深度为12毫米，切削宽度为45毫米，进给率为164.3毫米/分钟。

　　在主轴速度为73 min-1，切削宽度为177.8毫米，切削深度为3毫米，进给率为88.9毫米/分钟的条件下，圆形刀片端面铣刀的金属切除率为47.42立方厘米/分钟。HARVI UltraTM玉米铣刀可同时进行X轴和Y轴方向的切削，在主轴速度为171 min-1，进给率为101.6毫米/分钟，切削深度为40毫米，切削宽度为76.21毫米条件下的最大金属切除率可达309立方厘米/分钟。FBI钻在钛材工件上钻了一个平底孔，在主轴速度为102 min-1，进给率为10.2毫米/分钟，孔径为125毫米条件下，金属切除率为125.2立方厘米/分钟。在钻完第一个孔后，将工件在主轴上旋转一个45度角，又钻出一个斜钻孔，斜钻孔穿过第一个孔的钻孔边缘处。尽管加工过程为严重断续切削，机床和钻头都表现出良好的性能。
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