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鈦合金以其強度高、機械性能好和耐腐蝕性能強等特點在航空製造業中的應用（yòng）越來越（yuè）廣泛， 隨著（zhe）鈦合金在飛機上所占比重的不斷（duàn）增 加，鈦合金航空結構件的數控加工效率對航空製造企業的（de）影響也越來越大。鈦合金屬於難加工材料，其相對切削性為0.15～0.25，加工效率僅為鋁合金的10%，因此鈦合金航空結構件的低加工（gōng）效率嚴重製約了現代飛機的批量生產（chǎn）。實現鈦合金航（háng）空結（jié）構件的高效加（jiā）工成為了（le）航空製造企（qǐ）業、數控設備製造商和刀具製造商共（gòng）同關注的話（huà）題。
01鈦合金切削加工性能
鈦合金具有機械（xiè）性能好、抗腐（fǔ）蝕性（xìng）能強以及比重小等特（tè）點。但是（shì）在加工中，鈦合金的切削加工性能很差，主要表現在（zài）以下幾個方麵：
(1) 大切削力。
鈦合金（jīn）材料強度高（gāo），在切削（xuē）時產生的切削阻力大（dà），導致切削刃口產生大量的切削（xuē）熱;
(2) 導熱率低。
鈦合金熱（rè）擴散率低，大量的切（qiē）削熱（rè）集中在切削區域;
(3) 刀尖應力大。
鈦合金的（de）塑性低，加工產（chǎn）生的切屑極（jí）易彎曲（qǔ），導致（zhì）切屑與前刀麵的接觸長度短，因此切削刃上單位麵積存力增大，造成（chéng）刀尖部位應力集中;
(4) 摩擦力大。
鈦合金的彈性模量小，造成前、後刀麵的摩擦加劇;
(5) 化學（xué）活潑性（xìng）高。
鈦元素在高的切削溫度下，很容易與空氣中的氫、氧、氮等（děng）氣體發生化學（xué）反應，形成表麵硬層，加速刀具磨損。
02鈦（tài）合（hé）金（jīn）高效加工設備
為了滿足鈦合（hé）金結構件的高效加工，新型的鈦合金加工設備呈現出（chū）如下發展趨勢（shì）：
(1) 大扭矩。
鈦合金（jīn）強度高，加工中切削力非常大，鈦合金加工機床的一個明顯特點就是主軸扭（niǔ）矩和擺（bǎi）角扭矩大。
(2) 電主（zhǔ）軸（zhóu）的應用。
大功率、大扭矩的電主軸已應用於鈦合金加工。
(3) 臥式加工中心（xīn）應用於鈦合金（jīn）加工。
臥式加工中心排屑方便，有（yǒu）利於提高加工效率和加工質量，可交換工（gōng）作台易於實現多工位加工並組建柔性生產線，提（tí）高設備利用率。
(4) 高（gāo）壓內冷。
鈦合金（jīn）加工中切削熱集中在刀尖，易造成（chéng）刀具磨損或損（sǔn）壞（huài），高壓內冷可準確噴到切削（xuē）區域帶走切削熱。
03鈦合金高效加工刀具
鈦合（hé）金的切削（xuē）加工性較差，傳統（tǒng）加工方式（shì）切削速度一般不超過60m/min。
鈦合金（jīn）的粗加工主要是以大切（qiē）深、低轉速、低進給的方式來獲得（dé）***大（dà）的金屬去除率；精加工采用PVD塗層硬質合金刀具（jù）進行（háng）小切寬、大切深的高速銑削獲得（dé）高效切削。
因此鈦合（hé）金加工刀具主要圍繞如何在強力切削（xuē）時避免振顫、減小切削力和降低切削（xuē）溫度等方麵進（jìn）行改進。
04鈦合金高效加工刀具
公司由一群才華（huá）橫溢經驗豐富的熟練操作車、銑、磨（mó）、電火花、線切割、數控設備操作人員和（hé）經驗豐富的模具設計（jì）、裝配高級工程師組（zǔ）成的員工隊伍，全麵實現計算機輔（fǔ）助設計（PRE/UG./SLIDWORK）及計算機製造加工係統（CAD/CAE/CAM），運（yùn）用（yòng）******的製造工藝（yì）和完善的質量控（kòng）製流程，北京鋁（lǚ）合金零件加工,北京軍工零件加工產品質（zhì）量嚴格按照ISO9000質量體係標準執行。
（1）鈦（tài）合金麵銑加工：
對鈦合金零件（jiàn）進行麵銑加（jiā）工時，采用小切深、大進給的銑削方式獲得高效加工。大進給銑削的原理是通（tōng）過減小刀具主（zhǔ）偏角，使刀具在很高（gāo）的進（jìn）給下仍然能保持很小的切屑厚度，以減（jiǎn）小高進給時的切（qiē）削力，實（shí）現在低切削速度下獲得很大的進（jìn）給量，增加單位切深下的金屬切除率。同時切削（xuē）力部分垂直向上，切（qiē）向力較小，消耗的功（gōng）率也較小，該加工方法對機床的功率和剛性要求不高，應用非（fēi）常廣泛。
（2）鈦合金槽（cáo）腔加工：
槽腔是鈦合金航空（kōng）結構件的一個主要（yào）特征，材料去除率高，工作量大，因此槽腔加工是實現鈦合金零（líng）件高（gāo）效加工的關鍵(見圖1)。大切深、低轉速、低進給的（de）強力切削以（yǐ）獲得***大金屬去除率是鈦合金粗加工的有效方法。目前粗加工鈦合金（jīn）的強力銑削刀具（jù）以玉米銑刀的效（xiào）率（lǜ）***高（gāo）而得（dé）到廣泛采用。
（3）圓角（jiǎo）加工技術：
為減輕飛機（jī）重量，飛機結構件的槽腔轉角處（chù）圓角通常較（jiào）小，需要用（yòng）直徑較小（xiǎo）的（de）銑刀進行加工。由（yóu）於在圓角（jiǎo）處切削量突變，導致切削力變化非常（cháng）大。在切削力突變的情況（kuàng）下（xià），刀具（jù）輕易產生振動，甚至出現崩刃現象，導致刀具磨（mó）損嚴重，加工效率（lǜ）低下。插銑是解決轉角加工效率的***佳途徑。插銑加工比（bǐ）常規銑削振（zhèn）動小，走刀方式去除轉角餘量的效率高。通過不同直徑的插銑刀具對轉（zhuǎn）角處進行插銑，可切除大部分轉角（jiǎo）餘量，再（zài）用立銑刀（dāo）對插銑（xǐ）產生的殘留進行清除，可以大幅度提高加工效率。
（4） 精密側銑技術：
在精加工（gōng）側（cè）壁時，利（lì）用銑削的斷續性來達到高速切削的目的，以（yǐ）提（tí）高零件表麵質量及加工效率。精加工（gōng）側麵時，由於切寬小，刀齒每轉過一周的切削時間很短，即冷卻時間很長。
在（zài）冷卻充分的情況下，其切削（xuē）溫度能得到有效地控製，因而可以大幅（fú）提（tí）高切削（xuē）速度來提高加工效率，如圖2、圖3所示。用PVD塗層的整體硬質合金（jīn）銑刀或超（chāo）密齒硬質（zhì）合金銑刀進行鈦合金的高速切（qiē）削（xuē）精加工，可以大幅提高（gāo）加工效（xiào）率和加工（gōng）精（jīng）度。
（5）仿真優化技術：
鈦合（hé）金結構零（líng）件在（zài）粗加（jiā）工時切削餘量會不斷變化。目前的CAM軟件所編（biān）製的NC程序往往（wǎng）隻能設置固定的切削參數（shù），為了避免局部程（chéng）序（xù）由於切削量（liàng）過大造成對（duì）刀具、機（jī）床的衝擊（jī），通常方法是（shì）通過降低整體（tǐ）切削參數來保（bǎo）證刀具壽命和零件質量，從而加工效（xiào）率極為低下。
Vericut的仿真優化技術則可很好地解決該問題。通過Vericut軟件（jiàn）設置切削參數優化庫，並用軟件進行仿真，通（tōng）過仿真對實際加工餘量和切削條件進（jìn）行猜測，根據加工餘量和切（qiē）削條件對（duì）程序（xù）中的切削參數（shù）進行優化。既延長了刀具壽命，保（bǎo）證了零（líng）件質量，也提高了加工效率。
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