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材料特性

在航空航天和医疗器械等高端科技领域,孔加工技术扮演着至关重要的角色。钛合金具有高强度、低密度、耐腐蚀的金属材料,被广泛应用于航空航天、医疗器械等高端科技领域,因此需要在钛合金上使用孔加工技术,实现在轻质合金、复合材料等先进材料之间建立起坚不可摧的纽带,从而支撑起飞行器的骨架、医疗器械的精密结构,乃至更多高科技产品的核心功能。
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加工难点

钛合金因其硬度高、低热导率、化学活性强、加工硬化等特性,加工难度极大。

针对钛合金,其钻孔加工的主要加工难点包括:

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高切削温度

钛合金的导热性差,导致钻孔过程中产生的热量不易散发,容易造成刀具过热和快速磨损;

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排屑困难

钛合金钻孔过程,难以实现断屑效果,切屑容易缠绕在刀具上,不容易排出,容易导致刀具出现“卡死”断刀现象,且对加工精度以及加工质量产生严重影响;

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加工硬化

钛合金在切削过程中易产生加工硬化现象,使得已加工表面硬度增加,加剧刀具磨损;

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化学活性高

钛合金化学活性高,容易与空气中的氧气反应,形成的氧化层可能增加切削过程中的摩擦和磨损;

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切削力大

由于钛合金的高强度和低热传导率,钻孔时需要更大的切削力,这对刀具的强度和刚性提出了更高要求;

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粘刀现象

在切削过程中,切屑与刀具之间容易发生粘结,形成积屑瘤,影响加工表面质量,且容易造成刀具的粘结磨损;

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钻孔精度

钛合金的弹性模量低,加工过程中的回弹较为严重,尤其当加工对象厚度较薄时,回弹问题会更加严重,影响钻孔精度。

解决方案

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  • 011)优化刀具材料,选择进口材料,提高刀具导热性,耐磨性、抗粘结性性等;
  • 02优化刀具涂层材料,提升刀具耐磨性能和抗粘结性能;
  • 031)优化刀具几何参数,改善刀具刃口锋利程度;
  • 041)优化刀具槽型结构,提高刀具的排屑断屑能力以及增大散热空间。