[发明专利]一种TA17钛合金壁板类零件加工工艺

说明书

本发明涉及一种TA17钛合金壁板类零件加工工艺，属于航空精密制造加工领域。该工艺的步骤：A、钻、铰工艺孔及装夹孔、B、粗加工型腔、C、精铣筋高、D、精铣腹板、E、精铣周边、F、精铣转角及底角：本发明极大地提高了TA17钛合金壁板类零件的加工效率、延长刀具寿命、大幅减少刀具费用，提高零件产品合格率，满足实际生产。

技术领域

本发明涉及一种TA17钛合金壁板类零件加工工艺，属于航空精密制造加工领域。

背景技术

钛合金是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，因其具有强度高、耐腐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛应用，成为当今世界最为重要的战略金属材料。

TA17钛合金，名义成分Ti-4AL-2V，由前苏联普罗米修斯中央结构材料科学院研制，其主要在造船、航空、原子能等领域得到大量应用，我国虽已严格按照前苏联标准成功仿制，但该合金在我国的实际应用才刚刚起步，规模效应还没有形成。TA17钛合金是典型的中高强韧类难加工材料，其加工特性主要表现在以下几个方面：

①、TA17钛合金强度较高。其屈服强度约为650MPa，同时硬度大，因此要求加工设备功率大，刀具应有很高的强度和硬度。

②、TA17钛合金单位面积上切削力极大。与一般碳钢相比，钛合金的主切削力只有其3/5～4/5,但由于刀具与切屑的接触长度短，使得单位面积上的切削力大大增加，容易造成刀具崩刃。

③、TA17钛合金切削加工温度高。由于钛合金的热导率低，约为铁和铝的1/5和1/15，切削热传出困难，致使切削区温度短时间内极具增高。于此同时，刀具与切屑的接触长度短，切削热积聚于切削刃附近的小面积内而不易散发。这些因素导致导致钛合金的切削温度很高。

④、TA17加工刀具极易磨损。，形成硬而脆的不均匀硬化层，造成刀具磨损。再由于切削温度很高，散热性能差，再加之弹性模量小、且与刀具后刀面的摩擦面积大、亲和性大等，易造成刀具磨料、粘结、扩散和氧化磨损

⑤、TA17钛合金表面易变质形成污染层。由于TA17钛合金高温化学活性很高，容易与各种气体杂质发生剧烈的化学反应，如O、N、C等侵入钛合金表层，形成TiN、TiC等硬质表层，致使表层的脆性和硬度上升。

与铝合金相比，TA17钛合金以上加工特性决定了其加工工艺对机床、刀具、加工工艺方法提出了更高的要求，除了选择强力切削机床，配备合适的加工刀具之外，更需要研究提出一套科学、经济、高效的工艺解决方案。

发明内容

本发明的目的在于针对TA17钛合金材料强度高、硬度大、摩擦因数大、导热系数低等难加工特性，提供一种TA17钛合金壁板类零件加工工艺。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种TA17钛合金壁板类零件加工工艺，该工艺的步骤：

A、钻、铰工艺孔及装夹孔；在夹紧力时需要多次进退刀，并补充冷却液，勤换钻头；钻削是该工艺方案难点之一，在实际操作中极易出现烧刀、断钻等情况，在考虑合理装夹、合理排布工艺装夹孔的同时，应着重考虑冷却液、钻削排屑以及装夹刚性，夹紧力要适当并注意多次进退刀，及时补充冷却液，勤换钻头。

B、粗加工型腔：采用大直径的大切深铣刀，走刀方式由里向外加工；粗加工时应预留切削余量，并做好基准面定位的工作步骤，这是为了减少刀具在吃刀量较小的情况下产生冲击振动损坏和不必要的磨损，刀路转角处必须加转角圆弧进行过渡，以减少刀具冲击；

C、精铣筋高：筋高包含平顶筋、斜筋、圆弧筋，其加工安排在粗铣之后精铣腹板之前，此时加工部位刚性很强，切削稳定性较好；

D、精铣腹板：下刀方式采用螺旋下刀或震荡线下刀，螺旋直径和下刀角度必须符合刀具切削参数，下刀速度调整为正常加工进给速度的60%；