[发明专利]一种TC17钛合金平面磨削的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种TC17钛合金平面磨削的方法，属于TC17钛合金平面磨削的工艺方法，涉及TC17钛合金平面磨削的砂轮及磨削液和工艺参数的选用。

背景技术

TC17钛合金具有比强度高、耐热性和耐腐蚀性好等优良性能，在各工业领域特别是航空航天领域得到越来越广泛的应用。但是，钛合金的热导率低、弹性模量小、化学活性高，是一种典型的难加工材料。虽然钛合金具有优良的性能，但最大的缺点是加工困难，加工费用高，磨削加工更为困难，磨削加工虽可获得较高精度，由于钛合金的特有性质决定了钛合金磨削非常困难。磨削时砂轮磨损严重，容易变钝，磨削比也较低；同时易在表面产生有害的拉应力及严重的表面划伤、烧伤等问题。而现有的钛合金磨削技术主要集中在对钛合金的缓进给、砂带磨削、低应力磨削等工艺的开发。缓进给磨削钛合金的磨削用量为：砂轮速度30mm/s，磨削深度1-2mm，工件速度70mm/min，其不足之处是在磨削过程中需要采用金刚石滚轮对砂轮进行连续自动修整补偿，并且还要采用高压大流量冲洗冷却，砂轮修整工具及冷却系统复杂，仅适合成型磨削。砂带磨削钛合金的磨削用量为：砂轮速度25-28mm/s，磨削深度0.04-0.08mm，工件速度4-6mm/min；其不足之处是设备不同于磨床，主要磨削复杂型面的工件，仅限于对钛合金工件进行光整加工，不能用于粗精加工。低应力磨削钛合金的磨削用量为砂轮速度10-15mm/s，工件速度12-30mm/min，但是，低应力磨削钛合金的生产效率低，并且要大量充分地使用合适的切削液，只有在工件表面完整性要求较高时才采用。当然，在生产中也有钛合金平面磨削的工艺，其磨削用量为：砂轮速度15-20mm/s，磨削深度0.025mm，工作台速度8-14mm/min；所用砂轮为立方氮化硼砂轮和金刚石砂轮，但这种砂轮价格昂贵，使得加工成本过高；而现有的磨削液是使用亚硝酸钠溶液，亚硝酸钠是一种低毒性物质，与有机胺生成亚硝胺，对人体十分不利，同时现有的平面磨削的工艺方法只是针对常用钛合金的磨削，而对TC17这种钛合金平面磨削的工艺方法还不适合。

TC17钛合金具有优良的性能，但最大的缺点是加工困难，加工费用高，磨削加工更为困难，尤其是平面磨削时砂轮和工件的接触面积大，磨削时发热量大，而钛合金的热导率低，在相同的磨削条件下，钛合金的磨削温度约为45号钢的1.5-2倍，磨削时发热容易产生翘曲和烧伤，严重影响工件加工质量。对于TC17钛合金平面磨削的工艺参数目前还没有一个具体定量的合适的工艺方法。由于工艺参数中砂轮速度、工作台速度、磨削深度及磨削液和砂轮选择不当，在TC17钛合金磨削中存在着磨削力大、磨削温度高、磨削过程中砂轮易粘结堵塞和损耗、工件表面的磨削质量不易保证，导致工件表面容易划伤或烧伤等问题，使得在生产中难以提高TC17钛合金平面磨削的质量和生产效率，加工成本也难以降低。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种TC17钛合金平面磨削的方法，可以提高TC17钛合金平面磨削的磨削比、磨削质量和磨削效率，降低加工成本，改善TC17钛合金工件表面质量，减少表面划伤和烧伤，提高工件的可靠性。

技术方案

一种TC17钛合金平面磨削的方法，其特征在于：采用普通平面磨床，选用陶瓷结合剂的单晶刚玉、中软硬度级别的砂轮；磨削中的工艺用量为：砂轮速度为25-30m/s，工作台速度为12-15mm/min，磨削深度为0.015-0.020mm；磨削中将磨削液注入磨削区；所述的磨削液是在85％的10号机油中加入了15％含硫化学元素的极压添加剂的硫化脂肪油。

所述的陶瓷结合剂的单晶刚玉砂轮的砂轮粒度采用60号。

加工时，对于砂轮的修整采用单颗粒金刚石修整器修整砂轮，修整用量为：修整深度为0.005-0.02mm，进给速度为0.02-0.08mm/r。

所述的修整砂轮进行1-2次不吃刀的光修整。

有益效果

本发明提出的TC17钛合金平面磨削的方法，选用陶瓷结合剂的单晶刚玉砂轮，磨削TC17钛合金时粘结少，砂轮也不易堵塞。采用高效极压磨削油，其主要成分是10号机油，为了在工件表面形成牢固的润滑膜，在10号机油中加入了含硫化学元素的极压添加剂的硫化脂肪油，形成了极压磨削油。选择了合适的磨削中的工艺用量，提高了TC17钛合金平面磨削的磨削比、磨削质量和磨削效率，降低加工成本，改善TC17钛合金工件表面质量，减少表面划伤和烧伤，提高工件的可靠性。

具体实施方式