鈦合金以其強度高、機械功能好和耐腐蝕功能強等特色在航（háng）空製作業（yè）中的使用越來越廣泛， 隨著（zhe）鈦合金在飛機（jī）上所（suǒ）占比重的不斷添加，鈦合（hé）金航空結構件的數控加工功率對航空（kōng）製作企業的影響也（yě）越來越大。鈦合（hé）金屬於難加工材料，其相對切削性為0.15～0.25，加工功率僅為鋁合金的10%，因此（cǐ）鈦合金航空結構件的低加工功率嚴（yán）峻限製了（le）現代飛機的批量生（shēng）產。完（wán）成（chéng）鈦合金航空結構件（jiàn）的高效加工成（chéng）為（wéi）了航空製作企業、數控（kòng）設備製作商和刀具製（zhì）作商共同重視的話題。
01鈦合金切削加工功能
鈦合金具有機械功能好（hǎo）、抗腐蝕功能強以（yǐ）及比重小等（děng）特色。但是在加工中，鈦合（hé）金（jīn）的切削（xuē）加工功能很差，主要表（biǎo）現在（zài）以下幾個方麵：
(1) 大切削力。鈦合（hé）金材料強度高，在切削時發生的切削阻力大，導致切削刃（rèn）口發生很多的切削熱;
(2) 導熱率低。鈦合金熱擴散率（lǜ）低，很多的（de）切削熱會集（jí）在切削區域;
公司（sī）是一家集精密機械（xiè）零部件加工，北京不鏽鋼零件（jiàn）加工,北京鈦合金加工各類工裝夾具、治具、非標（biāo）設備設計製造以及衝壓模具、注塑模具、橡膠模具加工的專業廠家，是中國（guó）模具協會會員（yuán）企業。
(3) 刀尖應力大。鈦合金的塑（sù）性低，加工發生的切屑極（jí）易彎曲，導致切屑與前刀麵的接觸長度短，因此切削刃上單位（wèi）麵積存力增大（dà），形（xíng）成刀尖部位（wèi）應力會集;
(4) 摩擦力大。鈦合（hé）金的彈性模量小，形（xíng）成前、後刀麵（miàn）的（de）摩擦加劇;
(5) 化學（xué）活潑性高。鈦元素在高的（de）切削溫度下（xià），很容易與空氣中的氫、氧、氮等（děng）氣體發生化（huà）學反應，形成外（wài）表硬層，加快刀具磨損。
02鈦合金高效加工設備
為了滿意鈦合金結構件的高效加工（gōng），新型的鈦合金加工設備呈現出如下發展趨（qū）勢：
(1) 大扭矩。鈦合（hé）金強度高（gāo），加工中切削力非常大，鈦合金加工機（jī）床的一個（gè）明顯特色就是主軸扭矩和擺角扭矩大（dà）。
(2) 電主軸的使用。大功率、大扭矩的電主軸已使用於鈦（tài）合（hé）金加工。
(3) 臥式加工中心使用於鈦合金加工。臥式加工中心排屑便利，有利於進（jìn）步加工（gōng）功率和加工質量，可交換作業台易於完成多工位加工並組建柔性（xìng）生產線（xiàn），進步設備利（lì）用率。
(4) 高壓內冷。鈦合金加工中切削熱（rè）會集在刀尖，易形成刀具磨損或損壞（huài），高壓內冷可準確噴（pēn）到（dào）切削區域帶走切削熱。
03鈦合金高效加工刀具
鈦合金的切削加工性較差，傳統加工方式切削（xuē）速度一般不（bú）超過60m/min。鈦合金的粗加工主要是以大切深、低轉速、低進給的方式來取得***大的（de）金屬去除率；精加工選用PVD塗層硬質合金刀具進行小（xiǎo）切寬、大切深的（de）高速銑削取得高效切（qiē）削（xuē）。因此鈦合金加工刀具（jù）主要圍繞如何在強力切削時防（fáng）止振顫、減小切削力和降低切削溫度等方麵進行改進：
04鈦合金高效加工刀具
（1）鈦（tài）合金（jīn）麵銑加工：對鈦合金零件進行（háng）麵銑（xǐ）加工（gōng）時，選用小切深、大進給的銑削方式取得高效（xiào）加工。大（dà）進給銑削的原理是（shì）經過減小刀具（jù）主（zhǔ）偏角，使刀具在很（hěn）高的進給下仍然能保持很小的（de）切屑厚（hòu）度，以減小高進給時的切削力，完成在低切削速度下取得很大的進給量，添（tiān）加單位切深下的金屬切除率。同時切（qiē）削力部分垂直向上，切向力較（jiào）小，消耗的功率也較小，該加工方法對機床的功率和剛性要求不高，使用非（fēi）常廣泛。
（2）鈦合金槽腔加工（gōng）：槽（cáo）腔是鈦合（hé）金（jīn）航空結構件的一個主要特征，材料去除率高，作業量大，因此槽腔加（jiā）工是完成鈦合（hé）金零件高效加工（gōng）的關鍵(見圖1)。大切深、低轉速、低進給的強力切削以取得***大（dà）金屬去除率是鈦合金粗加工的有用方法。現在粗加工（gōng）鈦（tài）合金的強力銑削刀具以玉米銑刀的功（gōng）率***高而得到廣泛選用。
圖（1） 槽腔粗加（jiā）工示意圖
（3）圓角加工技能：為減輕飛機重量，飛機結構件的（de）槽腔轉角處圓角一般較小，需要用直徑較小的銑刀進行加工。因為在圓角處切削量突變，導致切削力改變非常大。在切削（xuē）力（lì）突變的情（qíng）況下，刀具容易發生振蕩，乃至出現崩刃現（xiàn）象，導致（zhì）刀具磨損嚴峻，加工功率（lǜ）低下。插銑是解決（jué）轉角加（jiā）工功率的***佳（jiā）途徑。插銑加工比慣例銑削振蕩小，走（zǒu）刀方式去（qù）除轉角餘量的功率（lǜ）高。經過（guò）不同直徑的插銑刀具（jù）對轉（zhuǎn）角處進行插銑，可切除大部分（fèn）轉角餘量，再用立銑刀對插銑發生的殘（cán）留（liú）進行清除，能夠（gòu）大幅（fú）度進步加工功率（lǜ）。
（4） 精密側銑技能：在精（jīng）加工側壁時，利用銑削的斷續性來到達高（gāo）速切削的目的，以進步零件外表質量及加工功率。精加工側麵時，因為切寬小，刀齒每轉過（guò）一周的切削時刻很短，即冷卻時（shí）刻很長。在冷卻充（chōng）分的情況下（xià），其（qí）切削溫度能得到有用地（dì）控製，因此能夠大幅進步切（qiē）削速度來進步加（jiā）工功率，如圖2、圖3所示。用PVD塗層的全（quán）體硬質合金銑刀或超密齒硬質合金銑刀進（jìn）
行鈦合金的高速切削（xuē）精加工，能夠大幅進（jìn）步加工功率和加工精度。
（5）仿真優化技能：鈦合金結構零件在粗加工時切削餘量會不斷改（gǎi）變。現在的CAM軟件所編製的NC程序往往隻能設置固定的切削參數，為了防止局部程序因為切削量過大形成對刀具、機床的衝擊，一般方法是經過降低全體切削參數來確保刀具壽數和（hé）零件質量，從而加工功率極為低（dī）下。Vericut的仿真優化（huà）技能則可很好地（dì）解決該問題（tí）。經過Vericut軟件設置切削參數（shù）優化庫，並用軟件（jiàn）進行仿真，經過仿真對實踐加工餘量和切削條件進行猜測，根據加工餘量（liàng）和切削條件對程序中（zhōng）的切削參數進行優化（huà）。既延長了刀具壽數，確保了零件質量，也進步了加工功率。
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