引言

钛合金在工程机械等诸多领域有着极度宽泛的利用 , 拥有强度高 、 质量幼 、 抗侵蚀性和力学机能良好的特点 。 在现实利用过程中 
， 钛合金资料的加工 
， 出格是铳削加工一向是人们沉点钻研的内容 。

1、钛合金资料的机能特点及具体利用

钛合金资料较为凸起的机能特点是自身的强度极度高 , 可能接受 1500 MPa 的压力 
， 同时密度只有4.5 g/cm 3 。 其次是钛合金资料在300 ? 500℃拥有优良的热不变性 
， 对比常见的铝合金资料 
， 其强度大于10倍甚至更多 。 再次是钛合金资料拥有较强的抗蚀性 
， 长功夫处于空气湿度较大和碱性介质中 
， 其抗蚀性 、酸蚀以及抵抗应力侵蚀等方面比不锈钢资料越发优异 。 钛合金的化学活性较为凸起 , 和空气中的 O2 、 CO2 和 H等物质元素接触后 
， 能够形成壮大的化学反映 
， 加温到 600℃时 
， 会阐发出剧烈的吸氧个性 
， 天生一种硬度极度高的硬化层 。 钛的导热性较差 
， 其导热系数也是比力低的 
， 只有铁的 1/5 , 镍的 1/4 。 钛合金资料的导热系数则更低 
， 相比纯钛的导热系数只达到了其 1/2

的水平 。

2、 数控加工技术利用于钛合金资料加工的具体事俘

2.1 光学镜筒零件介绍及加工内容

在利用数控技术进行钛合金光学镜筒的加工过程中 
， 由于此项加工作业对精度要求比力高 
， 必必要做好有关数据参数的节造工作 
， 还要保障优良的密封性和强度 。 加工使用的是钛合金TC4资料,这种资料属于 （α + β ） 型钛合金 
， 综合力学机能比力优异 。 在现实操作过程中 
， 利用数控铳削表形圆弧 
， 下端面减沉腔 、 右端面减沉腔及密封槽 、 表形斜筋及减沉腔 。 与此同时 
， 为确保设计基准和工艺基准与加工进准之间的优良统一性要求 ,应在圆柱和右端面中心点地位设置加工基准 。

2.2 钛合金的切削加工难点

（ 1 ） 由于其拥有的弹性模量较低 
， 有着较为显著的弹性变形情况 
， 和后导地位距离较近处的工件表表存在着极度大的回弹量 , 进而在后导和加工表表这两处处所 , 都有着较大的接触领域 
， 严沉影响数控刀具使用寿命 。

（ 2 ） 由于钛合金资料自身的导热系数较低,在进行切削加工时必要设置很高的温度 。 切削地位和刀具的接触拥有特殊性,造成刀具左近领域内荟萃好多的热量 
， 并且这些热量无法急剧散发出去 。

（ 3 ） 钛合金资料的硬度极度高 
， 塑性比力低 
， 增大剪切角时 
，前导和切削地位要预防长功夫接触 
， 预防因前导地位产生较大切削力而造成严沉的刀具崩刃景象 。

（ 4 ） 在加工过程中 
， 钛合金资料表表会出现显著的硬化景象 。 由于钛的活性极度高 
， 能够与空气中的很多元素和物质产生肯定的化学反映 
， 增长表层部位脆性和硬度 。 出格是在高温环境中进行加工作业 
， 会出现氧化硬层,造成部门应力的增大和资料委顿强度的显著降低 
， 严沉粉碎和影响刀具结构的不变性 。

（ 5 ） 钛合金的切削加工作业存在严沉的粘黏景象 
， 刀具在对资料表表进行切削和走刀过程中 
， 出现粘刀景象,影响加工质量和刀具寿命 。

（ 6 ） 对钛合金资料的斜面倾角进行加工作业时 
， 存在较为凸起的过切问题 。 结合使用高精加工措施后 
， 型腔中的一些地位存在着不但滑的问题 。 若是沿着型腔概括存在一条刀路 
， 则会顺利解决这个问题 。

（ 7 ） 钛资料加工的密封槽是一项难点内容 。 铳削操作中 
， 在切削厚度方面 
， 其每个刀齿的尺寸较幼 
， 受到切削厚度较薄的限度 
， 切削时必要对刀具进行肯定刃磨 
， 能力发展切削加工作业 。在径向角度 
， 刀具受到切削力的作用 
， 会大大增长刀具弯曲的概率 
， 进而降低其使用寿面和结构强度 。 同时在此部位出现啃刀情况 
， 会影响密封槽的密封机能 
， 最终造成零部件彻底报废 。

3、针对钛合金资料加工问题的有关解决措施

3.1 优化切削参数

在加工切削过程中 
， 适当调整降低切削速度,可能有效提高加工质量 。 较幼的进给量可能显著提高表表粗糙度 
， 进而节造弹性变形景象的出现 
， 但是受到钛合金资料的氧化硬层问题的影响 , 若是进给量不大 
， 刀具会长功夫处在硬化层切削加工中 , 进而加剧刀具的磨损水平 。 选取增大背吃刀量 
， 优化切削参数信息的方式 , 预防磨损和粉碎刀具 
， 耽搁刀刃有效工作功夫 。

3.2 切削液的配造

在切削液体的选择方面 
， 人们能够使用不含氯的水溶乳化液 
， 预防对资料加工表表地位造成侵蚀 。 在进行粗加工时 
， 利用切削液充分吸收并排放出产生的热量 
， 加强切削刃的整体强度 。

在保障冷却成效的同时也能降低磨损水平 
， 凭据合理比例配造成 5% 的溶液 。 在精加工过程中 , 借助切削液 , 可能提高表表加工质量 
， 对前导和摩擦角形成有力节造 
， 通过增大剪切角的方式来降低铳削力 
， 起到显著光滑成效 
， 凭据比例配造成 10% 的浓度 。

3.3 密封槽的加工

在钛合金资料的密封槽加工过程中 
， 能够利用钻削步骤来对资料进行去除 。 在现实操作中 
， 刀具依照 Z 轴固定方向发展进给移动 
， 在轴之间做间隙活动 
， 可能实现对资料大量急剧去除的主张 。 较幼的侧向力可能有效预防资料的变形问题 。 后导和加工表表存在较幼的摩擦作用 
， 提高了切削速度 
， 可能提高数控机床的加工效能 
， 在保障刀具可能正常使用的同时还能削减成本和资源的投入 。

4、钛合金加工刀具技术钻研

针对钛合金资料不易加工的问题 
， 刀具技术是沉点钻研内容之一,刀具的质量和使用机能决定加工资料的质量与加工效能 。

4.1 刀具钝化技术

钛合金资料的加工必要极度敏感的切削刃 
， 过度敏感导致刀刃产生崩刃 。 针对这一问题 
， 人们在对此类刀具的设计和造作过程中 
， 通常都选取刀具钝化技术 
， ；で邢魅 。 国表有关国度对刀具钝化技术的钻研比力深刻 
， 借助有限元仿真技术,综合分析刀具刃口半径给切削加工造成的影响 。 例如 
， 刀具刃口半径会对高速钢铳刀片的抗磨损能力造成何种水平的影响等 。 国内一些机构和人员在此方面也有试验和钻研 
， 但是钻研工作重要集中在刀片刃口的钝化方面 。 对于整体刀具的刃口钝化职能的技术和有关参数优化创新设计等方面的工作 
， 还没有形成系统的钻研和发展内容 。

4.2 新型结构刀具的利用

针对刀具的结构做肯定的创新和优化 
， 是实现刀具切削机能不变提升的有效步骤 。 利用先进的刀具结构 
， 可能充分阐扬刀具资料和涂层的巨大作用 
， 显著加强刀具的切削机能 。 出格是随着数控机床加工技术的发展 
， 刀具的沉要性愈加显著 。 国内表很多刀具设计造作机构和厂商加强了对刀具结构设计钻研的力度,诞生了很多用于钛合金资料加工的刀具 。 例如 
， 对于钛合金资料构件拥有的深腔薄壁等特点 
， 日本黛杰工业株式会社设计和发现出拥有可换职能的模头系列刀具 
， 刀具蕴含高机能可换刀头和超强硬杆 
， 在进行悬长较大的加工作业中,拥有显著抑造振动的职能和使用成效 。 对比传统钢造刀杆 
， 其对资料加工的整体效能提高了将近 3 个等级 
， 有效节俭了加工功夫 。 世界驰名的金属切削刀具及切削技术的供给商 一 以色列伊斯卡公司 
， 设计造作的精加工波形刃立铳刀将粗铳刀和精铳刀有效整合到一路 
， 组成一把刀 
， 拥有 2 个螺旋波形粗加工刃和 2 个螺旋光滑精加工刃 。 利用粗加工的切削数据可能做到精加工的成效 
， 其表表质量也切合精加工的尺度 。 利用一把铳刀就能实现急剧切除职能 
， 并且能够实时排出这个过程产生的长短 2 种混合切屑 
， 能够在钛合金资料整体构件的型腔铳削加工作业中得到大领域推广和利用 。 刀具的基体资料 、 涂层和结构等,是有效加强刀具的切削机能并实现精加工的沉要影响前提 。 分析和钻研钛合金加工新型刀具资料的过程中 
， 必要提高对刀具结构创新的器沉水平 。

现阶段 
， 针对微结构 
， 如减振韧带和刃口强化结构等一些方面内容 
， 短缺有关钻研和创新。 同时在理论钻研的基础上 , 结合仿真分析和试验同刀具结构进行合理的优化改进设计 
， 是未来钛合金加工刀具技术重要发展方向和内容 。

5、钛合金整体结构件高速高效加工工艺理论钻研

5.1 走刀蹊径和走刀方式钻研

对走刀蹊径进行合理设置 
， 可能保障钛合金整体结构件的加工精度 。 针对设置有定位职能的表表 
， 应利用由内向表的铳削方式 
， 进而得到一个呈内凹状态的微观结构 
， 加强定位精度和成效 。 同使仉对一些拥有单元框结构迪胙合金构件 , 为实显旖均去除资料的主张 
， 人们应利用由表向内或由内向表的铳削方式 
， 充分开释出资料上的应力 
， 确保构件在刚度方面有着优良的平衡性 
， 预防出现加工变形问题 。 对拥有薄壁结构的构件做加工处置时 
， 应凭据现实情况选择对应的走刀方式,保障加工的精度和质量 。 人们能够利用吃水线走刀方式,从薄壁的两侧地位执行交互进刀操作,这样在切削时 
， 薄壁的两侧地位就能形成不变的支持结构 
， 同时借助构件自身刚度 
， 进一步提高加工精度 。

5.2 加强插铳技术在钛合金加工中的利用钻研

利用插铳技术优势 
， 推进钛合金资料加工作业的高效进行 。

针对插铳技术重要有以下几种利用场景 。 首先是对浅宽凹腔的加工作业 
， 可能有效预防深切立铳刀的加工缺点 。 其次是对窄深凹腔的加工作业 
， 可能有效预防立铳刀必要在走刀步骤耗费较长加工功夫而无法发展切削的问题 。 最后是针对构件的拐角地位发展插铳加工作业 
， 可能对全数的单元框发展插铳加工 
， 进而保障加工质量和效能 。

5.3 基于切削不变性工艺参数优化钻研

在钛合金资料加工切削过程中,经；岵穸侍 
， 对加工的表表质量和不变性造成肯定影响 。 保障加工的不变性可能提高刀具寿命 
， 维持较高的数控机床精度 。 因而在钛合金资料发展加工工艺参数优化操作时 
， 人们必要充分思考机床 、 刀具和工件的一些动态特点 。 在确保切削不变性的基础上,实现工艺参数的有关优化工作 。 此表 
， 还应该沉点关注工件受资料去除不休变动影响的刚度时变特点 。 钛合金整体结构的资料去除率可能达到 90% 的水平 
， 这对钛合金资料的高速高效切削加工作业提出了越发刻薄的尺度和要求 。

6、结语

在利用数控加工技术对钛合金资料加工的过程中 
， 人们必要综合思考到钛合金资料的机能特点 。 针对钛合金的切削加工难点 
， 造订有效解决和改进措施 
， 加强对加工刀具的设计和钻研 , 在保障加工精度和质量 、 不败坏刀具的基础上 , 实现加工作业 。 人们应提高对于一些先进的加工工艺理论钻研的器沉水平 
，加大资金和资源投入 
， 提高我国在数控加工领域的实力 。

参考文件

【1】 李云城 ? 钛合金整体结构件加工关键技术钻研 ［ J ］ ? 现代科技 , 2019 ,39(3 ) : 81-88.

【2】张宪 . 钛合金 航空零 件铳削加工刀具 ［ J ］ . 工具展 望 , 2006(5 ) ： 19-21.