為滿足隱身、長壽（shòu）命（mìng）以及結構輕量化等方麵的性能要求，鈦合金結構件在（zài）現代飛機設計中被大量應用（如圖1所示（shì））。鈦合（hé）金（jīn）飛機結構件主要包括框（kuàng）、梁、壁板（bǎn）等，主要（yào）有輪廓尺寸大、槽腔多（duō）、槽腔深、壁薄且通常具（jù）有變斜（xié）角（jiǎo）理（lǐ）論曲麵等結構特點，數控加工時材料去除率高達（dá）90%~95%，薄壁、深槽（cáo）腔特征占80%以上，為典型的弱剛性結構，加工狀態極不穩定。由於鈦合金材料本身彈性模量低、彈（dàn）性變形大、切削溫度高、導熱係數低、高溫時化學活（huó）性高，使得切削粘刀現象嚴重，容易加（jiā）劇刀（dāo）具磨損甚至破損，導致鈦合金切（qiē）削加工性較差。
在鈦合金飛機整體框、梁及大型（xíng）壁板製造過程中，由（yóu）於零件結構形狀複雜，外形協調性要求高，零件裝配協調麵、交點孔（kǒng）等數目多，零（líng）件製造精度要求（qiú）高，加工過程中金屬去除（chú）量大（dà）、相對剛度較低、加工工藝性差，在切削力、切削振（zhèn）動、切削熱等多種因素（sù）的影響下，導致在加工中容易出現讓（ràng）刀、變（biàn）形、振動等問題，加工質量（liàng）很難控製。而鈦合（hé）金本身作為（wéi）一種典型的難加工材料（liào），對機床、刀具、加工工藝等要（yào）求極高。因此，上述諸多因素導致傳統的鈦合金航（háng）空結構件加工（gōng）隻能在低（dī）切削用量水平上進行，生產周期長，加工成本較高，鈦合金航空結構件的加（jiā）工已成為航空製（zhì）造業中複雜的製造工藝難題。
關鍵技術及其發展（zhǎn）趨勢（shì）
1鈦合（hé）金零件工裝裝夾技術（shù）
鈦合（hé）金零件（jiàn）裝夾原則是：（1）粗加工階段（duàn）夾緊力要大，防止在大切削力加（jiā）工過（guò）程中零件鬆動；精加工階段夾緊力要小，防止（zhǐ）裝夾變形。（2）夾緊力作用在剛（gāng）性好的地方，且施力點盡可能多（duō）。（3）對於剛性較差的薄（báo）壁結構（gòu）零件應增加適當的輔助裝置，增加整個加工工藝係統的剛性[1]。
國（guó）外大量采用了自動化（huà）程度較高的專用夾具，如采用液（yè）壓可調整工裝，在加工零件外輪廓中當切削刀具接近壓緊點時（shí）壓板自動讓開，刀（dāo）具切削後（hòu）壓（yā）板（bǎn）立即返回原位壓緊零件。還有一些公司采用與（yǔ）被加工零件相同的（de）材料製（zhì）造夾具、壓板，裝夾時與（yǔ）零件形（xíng）成一體，切削過程中不必考（kǎo）慮避讓夾具壓板，加工效率明顯提（tí）高[2]。
國內（nèi）對鈦合金航空結構（gòu）件數控加工中的工裝夾具缺少較為深入的研究和開發，更多的是采用簡單（dān）機械裝夾（jiá）方（fāng）式。簡單機械裝夾方式受（shòu）人為因素影響，夾緊力不容易控製。還有一些平麵型單麵結構、厚（hòu）度較小結構件的夾緊采用真空吸附方式，而真空吸附方式對於厚度較（jiào）大、雙麵結（jié）構（gòu）的結構件吸附（fù）效果較差[2]。
對（duì）於剛性較低（dī）的工件，夾緊力是引起零件變形的（de）一個重要因素。在加（jiā）工中，夾緊力與切削力間（jiān）的波動（dòng）效（xiào）應產生耦合作用，引起（qǐ）加工（gōng）殘（cán）餘應力和工件內部殘餘應力（lì）的（de）重新分布，影響工件（jiàn）的（de）變形。特別是（shì）薄（báo）壁零件剛性差，加工時夾、壓的彈性變形（xíng）將影響表麵（miàn）的尺寸（cùn）精度和形（xíng）狀、位置精度（dù）。因（yīn）夾緊力與支承力的作用點選擇不當（dāng），也會引起附加（jiā）應力[2]。對於此類零（líng）件（jiàn）的數控加工，在裝夾方麵可采用基（jī）於加工過渡外形的柔性裝夾方法，即（jí）通過測量自（zì）由狀態下的過（guò）渡外（wài）形並調節凸台高度和頂部斜率，使得裝夾係（xì）統的柔性凸台外形與零件過渡（dù）外形在自由狀（zhuàng）態下完全貼合，避（bì）免裝夾變形。柔性凸台的分布可根（gēn）據實（shí）際情況進行調整，使得裝夾力（lì）分布均勻（如圖2所示）。
中航（háng）工業成飛與清華大學合作，針對（duì）柔性工裝以及柔性支撐（chēng）部件的設計製造進行了探索。但是，柔性工裝的製造成本和製造周期較長，在實際大型鈦合金結構件（jiàn）加工裝夾中，通（tōng）常通過（guò）采用無應力裝夾方式，即（jí）在剛性（xìng）凸台上加墊片來避免裝（zhuāng）夾變形，取得了較好的應（yīng）用效果。
鈦合金結構（gòu）件裝夾布（bù）局優（yōu）化等方麵的許多理論和實際應（yīng）用問（wèn）題有待進（jìn）一步研究和解（jiě）決，未來主（zhǔ）要（yào）的研究（jiū）和（hé）發展趨勢包括（kuò）以下兩個方麵：一是（shì）合理裝夾方案的設計（jì），通（tōng）過合理的裝夾方案設計有效地增加工藝係統的剛度，減少工件的變形，提高（gāo）切削加（jiā）工的穩（wěn）定性；二是新的輔助支承裝夾方式（shì）的研究，對於薄壁複雜結構鈦合金零件而言（yán），傳統采用（yòng）輔助支承以增加結構剛（gāng）性的工藝（yì）手段，難以（yǐ）滿（mǎn）足高精度的加工要求，且操作複雜、效率低，需突破一（yī）些新的輔助支（zhī）承裝夾方（fāng）法（fǎ）。
2鈦合金加工刀具技術
北京羞羞视频在线观看精密機械科技有限公司位於北京市昌平區昌平鎮南環，專業從事北京精密零件加工，北京鋁合金異型件加工，北（běi）京不鏽鋼（gāng）異型件加（jiā）工，北（běi）京不鏽鋼零件加工,北京鈦合金加工 ,北京鋁合金零件加工,北京軍（jun1）工（gōng）零件加工，北京（jīng）高精密零件加工 , 北京（jīng）cnc數（shù）控加工，北京夾具工（gōng）裝加工 ，集機械、金屬、 塑料模（mó）型加工為一體的公司。
隨著高速切削技術的發展，高（gāo）速切削刀具材料和刀具製造（zào）技術都發生了巨大的變化，新材料、新塗層、新技術不斷（duàn）湧現。然而，目前刀具技術仍是限製鈦合金等難加工材料加工效（xiào）率提高的一個技術瓶頸。由於鈦（tài）合金彈（dàn）性模量低、彈性變形大、切（qiē）削溫（wēn）度高（gāo）、導熱係數低、高（gāo）溫時化學活性高，使得切削粘刀現象嚴重，容易加劇刀（dāo）具磨損甚至破損，導致鈦合金切削加工性較差。因此鈦合金加工刀具技術成為製（zhì）約鈦合金高效加工的關鍵技術之一（yī）。
從提高金屬去除率的角度出發，目前鈦合金航空結（jié）構（gòu）件高效粗加（jiā）工刀具主要有玉（yù）米（mǐ）銑刀、插銑刀、大進給銑刀以及組合刀具等（如（rú）圖3所示（shì））。其中，采用（yòng）玉米（mǐ）、插銑刀以及組合刀具等對機床功率和扭（niǔ）矩有一定的要求，而大進給銑刀對機床功率（lǜ）和（hé）扭矩以及剛性無特殊要求。已有加工應用表明，采用大進給銑刀，切削效率可有效提高（gāo）50%以上。
從控製零件的加（jiā）工精度出發，鈦合金航空結構件高效精加工刀具主要為整體螺（luó）旋立銑（xǐ）刀，如圖4所示（shì）。采用密齒刀具（5~10齒）可以顯著改善加工表麵粗糙度，而采用不等齒距立銑刀，可（kě）有效提升極限切深。
隨（suí）著新型（xíng）刀具材料的出現和新型刀具（jù）的不斷發展，國內外針對鈦合金切（qiē）削加工刀具（jù）方麵，做了大量的研究工作。如T. Kitagawa等對硬質合金刀具加工鈦合金切削機理（lǐ）進行了研究，表明硬質合金（jīn）刀具的晶粒（lì）大小以及Co元素含（hán）量的高低直接影（yǐng）響其切削鈦合金時的性能，並指出YG類（lèi）硬質合金刀具更適合加工（gōng）鈦合金[3]。J. Vigneau研究（jiū）了塗層刀具切削鈦合金的切削性能，傳統的塗層（céng）多為TiC和TiCN塗層，在切削過程（chéng）中Ti元素易與工件發生親和而加快刀具磨損速度[4]。CBN由於具有硬度高，耐熱性（xìng）好而且有很高的穩定性（xìng），是高速（sù）切削鈦合金的良好刀具，這種刀（dāo）具價格比較昂貴，國內有關機（jī）構還沒有進行深入的研（yán）究[5]。在（zài）刀具結構設計方麵，G. D. Vasilyuk通過（guò）增大刀尖圓弧半徑來增加切削阻（zǔ）尼，從而消除顫振[6]；C.R.LIU在切削過程（chéng）中通過在線控製刀具前角（jiǎo）、後角、刃傾角來抑製顫振[7]；德國學者V. Sellmeiert對不等齒距立銑刀穩定性進行實驗和理論研究[8]等。
國內針（zhēn）對鈦合金切削（xuē）加工刀具也進行了大量研究。在多項******基礎科研項目的（de）支持下，成飛公司數控廠與多家國內高（gāo）校合作，在鈦合金高速、高效切削刀具方麵，研（yán）究了刀具與工件的組成成份之（zhī）間的元素擴散、化學（xué）反應以及相互粘結和熔解，並建立了切削刀具與鈦合金材料力學、物（wù）理和化（huà）學性能的合理匹配關係模型和匹配設計理論；研究了高速切削條件下的刀具磨（mó）損與破損機理，以及不同冷卻方式對鈦合金（jīn）加工切削性能及（jí）刀具壽（shòu）命的影響，建立了鈦合（hé）金（jīn）高速加工（gōng）刀具（jù）壽命模型（xíng）；基於刀具和工件剛度匹配關係的多自由度非線性動力學模型，以無顫（chàn）振穩定切削下的高材料切除率和高加工表麵質量為優化目標，建立刀具剛度與工件剛度的匹配（pèi）關係模型[9]；通過對硬質合金立（lì）銑（xǐ）刀螺旋角及齒間角對高速加（jiā）工振動的影響研究，發現采用非對稱（chēng）結構的變齒間角及變槽深結構，可有效提高鈦合金切削穩定性，並自主（zhǔ）設計了適合鈦合金高效加工的整體硬質合金（jīn）刀（dāo）具[10-13]。
綜合成飛公司數控廠在鈦合金（jīn）高速（sù）、高效加工方麵的技術積累（lèi）與經驗總結，實現鈦合（hé）金（jīn）高速、高效與高精（jīng）度加工所需突破的關鍵技（jì）術（shù）包括以下幾個（gè）方麵：鈦合金高速切（qiē）削加工刀具（jù），減小敏感方向切（qiē）削力，保證切削加工過（guò）程（chéng）中刀具足夠的剛度（dù），滿足抑（yì）製（zhì）切削顫振要求；鈦合金刀具材料、結構需降低鈦合金高速加工過（guò）程中的粘結、擴散磨（mó）損，提高刀具壽命；鈦合（hé）金高速加工刀具（jù）冷卻需充分，降低切削溫度以提高刀具壽命（mìng）。
總之，鈦合金等難加工材料的高（gāo）速、高效與高精度切削加工對刀具材料與結構提出了特殊的要求，發展新型刀具關係（xì）著切削生產率的進一步提高。發展新（xīn）型（xíng）鈦合（hé）金高（gāo）速、高效切削刀具，在材（cái）料方麵***主要的性能要（yào）求應是具有更高的強度（dù）、硬度、化學穩定性、耐熱性、耐磨性以及抗（kàng）塗層破裂性能等；在結構設計（jì）方麵應增強刀具的減振、抗振（zhèn）性能，通過刀具（jù）結構的（de）優化與改進能保證更充分的冷卻，降（jiàng）低切削加工時的溫度，提高切削速度和刀具壽命。
3加工表麵質量控製技術
鈦合金零件（jiàn）表麵（miàn）質量的優劣關係到其使用壽（shòu）命和性能，是高速高效切削的（de）重點關注領域。飛機零件（jiàn）由於（yú）設計結構的要求，常需要多種刀具進行切削加工（gōng），刀具之間的接痕使得零件加工表麵質量不穩定（dìng），同時由於對切削參數缺少係統的研究也對零件表麵加工質量產生較大（dà）影響。針（zhēn）對表麵粗糙度、硬度和殘餘應力（lì）的研究是表麵質量研究的重要內容。
表麵粗糙度（dù）研究方麵：在切削過程中，不僅刀具工（gōng）件相對運動、刀具幾何參數對（duì）粗糙度具有影響，振動、刀具磨損（sǔn）、切削（xuē）變形、切（qiē）削熱等（děng）因素也不可忽視。H. Parisn[14]考慮加工係統的動力學特點，建立（lì）了高速銑削表麵粗糙度的預測模型。山東大學陳建嶺（lǐng）[15]等（děng）通過（guò）試驗研究了銑削參數對粗糙度（dù）、表層微觀組織的影響（xiǎng）。綜合工件與刀具相對運動的幾何特征，建（jiàn）立了鈦合金銑（xǐ）削加工（gōng）表麵粗糙度的理論模型，揭（jiē）示了（le）其形成機理（lǐ）。
加工硬化研究方麵：在切削加工中，由於（yú）材料塑性變形強化和熱軟化的綜合作用，使（shǐ）已加工表（biǎo）麵產生加工硬化現象。加工硬化（huà）對材料疲勞強度和耐磨性具有影響。20世紀50年代（dài），Oxley[16]等學（xué）者就開始了加工硬化研究，在直角切削模型中考慮（lǜ）了加工影響現象。C. R. Li[17]應（yīng）用有限元方（fāng）法（fǎ）研究了低速加工工件表層硬度分布，建立了以（yǐ）剪切麵長度（dù）為已加工表麵變形參數的模型。
殘餘應力研（yán）究方麵（miàn）：切削加工引起的殘餘應力對零部（bù）件變形、應力腐蝕和疲勞壽命具有（yǒu）重要影響。N. Fang[18]等研究了刀具幾何形狀對（duì）殘餘應力的影響。日本學者米穀茂[19]對車（chē）削加工（gōng）工（gōng）件已加工表（biǎo）麵殘餘（yú）應力產生機理進行了研究。國內華南理工大學[20]在20世紀80~90年代（dài）較（jiào）早地開始了切削加工（gōng）殘餘應力產生機理的理論（lùn）和試驗研究。
此（cǐ）外，山東大學孫傑（jié）[21]建立了基於刀具（jù）和工件剛度匹配關係的多自由度非線性（xìng）動力學模型（xíng），通過模態試驗等手段（duàn）分析了不同條件下刀具和工件的剛度狀況，以及不（bú）同剛度條件下刀具和工件各自對銑削穩定性的影響，並繪製了銑削穩定性極限圖。基於多自由度動力學模型（xíng），分（fèn）析了刀具和工件模態耦合對銑削穩定性的（de）影響，獲得了典型鈦合金薄壁件高速切（qiē）削過程不同切削加工工藝（yì）、不（bú）同工（gōng）件剩（shèng）餘壁厚（hòu）等多變量對切削穩定性（xìng）的影響，以（yǐ）無顫振穩定切削下的高材料（liào）切除率和（hé）高加工表麵質量為優（yōu）化目標，建立刀具剛度與工件剛度的匹配關係模型。
總之，鈦合金結構件（jiàn）表麵（miàn）質量控製技術涉及（jí）機床、刀具、切削參數、走刀路徑、冷卻潤滑（huá）以及（jí）裝（zhuāng）夾等諸多方麵。目前，成飛在進行鈦合（hé）金結構（gòu）件表麵質量（liàng）控製技術研究方麵，主要通過采（cǎi）用（yòng）高性能整體硬質合金刀具、控製（zhì）精加（jiā）工切削（xuē）餘量、采（cǎi）用物理仿（fǎng）真手段優化減小（xiǎo）切削力（lì）等方法，以保證零件的表（biǎo）麵粗糙度、加工硬化以及殘餘應（yīng）力等滿（mǎn）足設計要求。但是，針對鈦合金尤其是Ti6Al4V高速銑削切削加工的表麵完整性研究，如在粗糙度、加工硬（yìng）化和殘餘應力的形成機理以及它們之間內在聯係方麵，還需要深入研究。
4薄（báo）壁件加工及讓刀控製
弱剛性零件加工是複雜的製造工藝難題，而鈦合金弱剛性（xìng）零件除了鈦合（hé）金材料本身所具有的難加工特（tè）性外，其薄壁的結構特點給（gěi）加工帶來了更大（dà）困難，主要表現在（zài）：（1）加工尺寸（cùn）精度難（nán）以（yǐ）控製。大量薄壁件（jiàn）的使用，特別是大尺寸薄壁件具有壁薄、腔深的特點，易產（chǎn）生加工變形，零件的尺寸精度難於保證；（2）表麵質量（liàng）難以保證。深腔薄壁的結構特點及（jí）鈦合金自身材料特點導致鈦合金整體結（jié）構件加工過程中極易產生振顫，使（shǐ）表麵質量惡化；（3）加工效率難以提高。工件（jiàn）剛性弱，易產生顫振等特點導致傳統的鈦（tài）合金整體結構件加工隻能在低切削用量水平上進（jìn）行，生產周期長，成本高。
薄（báo）壁件加工過程中，由（yóu）於切削力的作用，刀具和工件均會產生（shēng）一定的（de）彈性變形。CAD/CAM係統在規劃刀具軌跡和選取工藝參（cān）數時，基於零件的理想幾何形狀，不（bú）考（kǎo）慮諸如工件、刀具變形等因素，導致實際加工表麵與理論值存在偏差。因此加工讓刀是薄壁類零件的加工中***為突出的工藝（yì）問題，國內外科研機構及有關（guān）企業均投入大量精力對薄壁件的讓刀進（jìn）行預測與控製。
國外的研究主要集中在（zài），以三維銑削力建模為基礎進行讓刀量的分析與預測，其中開展研究較早、影響（xiǎng）較為廣泛的是Yusuf Altintas[22]，他在建立銑削三維（wéi）切削力模（mó）型的基（jī）礎上（shàng），借助（zhù）有限元（yuán）分析計算方法，研究了整體（tǐ）銑刀加工薄壁件所產生的（de）讓刀及其（qí）在工件表麵的分布。法國的Plilippe Depince[23]利用刀具與工件的接觸（chù）點關係，對刀具在加工過程中所（suǒ）表現出的彈性變形特征（zhēng）對工件表麵幾何加工精度（dù）的影響進行了研究，發現借助接觸點分析獲得的讓刀量比傳統的隻考慮刀具讓刀所產生的讓刀量更符合實際情況（kuàng）。
國內近年來在薄壁件切削（xuē）力（lì）建（jiàn）模、切削過程穩定性、工件表麵（miàn）幾何精度預測與控製、刀具彈性變形等方麵，均開展（zhǎn）了較為深入的研（yán）究。其中，中航工業成都飛機工業（集團（tuán））有限責任公司通過整合機床、工裝、刀具及（jí）加（jiā）工工藝成為高性能的切削工藝係統，使鈦合金薄壁件的加工效（xiào）率在近5年內提高了20%，是（shì）國（guó）內極少數具有大尺寸鈦合金薄壁類結構件生產能力（lì）的航空企業之一（yī）。由******863鈦合金薄壁類零件高速切（qiē）削技術及應用項目資助，成飛公司與山東大學合作（zuò）建立（lì）了基於石蠟基（jī）複合材料輔助加固（gù）鈦合金薄壁件高效加工的係統工藝方（fāng）法，形成了包括石蠟基複合材料配方、石蠟基（jī）複合材料融化、填（tián）加（jiā）、回收等在內的（de）整（zhěng）套工藝，開發研製的新型鈦合金薄壁件石蠟輔助加固裝置（zhì），已申請******發明專利，能有效解決鈦合金結構件加工難題，實現加工成型，減小鈦合金薄（báo）壁件切削（xuē）加工過程中的振動。試驗數據表明：采用石蠟基複合材料輔助（zhù）加固鈦合金薄壁件加工振動加速度比不采取加固措施條件下的振動加（jiā）速度減小86.4%，腹板讓刀變形減小58.6%，有效提高了超小尺寸（cùn）薄壁結構的加工能力。
盡管國內（nèi）外均針對薄壁件銑（xǐ）削加工的切削力、穩定性及讓刀（dāo）等方麵展開了較為深入的研究，但（dàn）基於單因素的研究成果往往受到其它因素的製約而不能在工程（chéng）應用上發揮其效能。缺乏綜合考（kǎo）慮工藝係統、加工參（cān）數（shù）、加工刀具、工裝夾具的鈦合金（jīn）薄壁件高效加工係統理論（lùn）來指導企業工程實際應用。因此，綜合考慮加工工藝係統的（de）鈦合金薄壁件高效加工（gōng）技術將是今後的主要研究（jiū）方向。
5變（biàn）形控（kòng）製技術研究與應用
航空結（jié）構件加工（gōng）變形可分為兩大（dà）類：結構局（jú）部變形和外形輪廓整體變（biàn）形。結構局部變形主要出現在切削加工過程中，通常表現為（wéi）讓刀、局部彎曲等，其尺度局限在刀具與工件的接觸區域附近。整體輪廓變形主要表現（xiàn）為切削加工完成後（如卸除工裝夾具後）的整體彎曲、扭曲以及零件放置過程中的伸長和縮短（duǎn）等，其變形量與結構件外形輪廓尺寸成正比。大尺（chǐ）寸整體結構件加（jiā）工後往往表現為外形輪廓的整體變形，主要由材（cái）料大量去除後（hòu）內應力再平衡分布引起，溫度（dù）變化導致的（de）熱脹冷縮和放置過程中的自然時效也是引（yǐn）起整體輪（lún）廓變形的重要因素。
在美國（guó）、西歐和日本（běn），對鈦合金結構件的加（jiā）工變形控製已積累一定的經（jīng）驗（yàn）。法國（guó）巴黎航空工業學院與******宇航局針對飛行器整體結構件設計與製造問（wèn）題，聯合建立了專門的強度實驗室，深入研究（jiū）加工變形的工藝控製和安全校正等問題。日本的岩部洋育（yù）等針對切削力引起的薄壁零件的讓刀變形，提出平行雙主軸加工（gōng）方案[24]。Nervi Sebastian建立了毛坯初始殘餘應力引起加（jiā）工（gōng）變形的數（shù）學預測模型，指出（chū）零件的***終變（biàn）形情況與毛坯初始應力的（de）分布狀態，零件在（zài）毛坯中的位（wèi）置和形狀密切相關[25]。
國內有關航空整體結構件的加工變（biàn）形預測及（jí）控製方麵的研究（jiū）主要集中在南京航空航天（tiān）大學、北京航空（kōng）航天大學、西北工業大學、浙江大學和山東大學等院校。南京（jīng）航空（kōng）航天大學武凱、何寧（níng）等采用數值（zhí）模擬技術（shù）研究了框（kuàng）體結構零件的腹板（bǎn）、側壁加工（gōng）變形規律及其變形控製方案，提出了大切深法和分布環（huán）切法充分利用薄壁（bì）件自身剛性以減小加工變（biàn）形，提高加工精度[26]。並且考慮到內（nèi）應力的釋放導致變形，通過應力檢測係統實時監測加工過程中內應力的（de）變化，據此製定優化的工藝路徑控製（zhì）工件變形[27]。山（shān）東大學路冬等建立了基於係統剛度變化（huà）的（de）工件變形控製模型，采用遺（yí）傳算法與有限元方法相結合的（de）優化方法優化夾（jiá）緊點（diǎn）數目及（jí）位置來控製加工（gōng）過程中（zhōng）工件變形[28]。對（duì）加（jiā）工後仍然存在變形的零件采用變形校正（zhèng）工藝。山（shān）東大學孫傑通過仿真和試驗手段係（xì）統地研究了航（háng）空結構件（jiàn）安全校正理論，提出了複雜變形的（de）校正方法，通過（guò）機械方法對已變形零件進行校正[29]。
鑒於鈦合金整體（tǐ）結（jié）構（gòu）件變（biàn）形（xíng）問題的複雜性，後續研究（jiū）有以下問題需要注意（yì）：
（1）鈦合（hé）金航空整體結構件的變形是多因素綜合作用的結果，包括毛坯初始殘（cán）餘應力、工件結構特點、材料特性、工（gōng）藝過程等，對不同（tóng）結構零件應進行係統分析，找出導（dǎo）致加工變形的關鍵因素，有針（zhēn）對性（xìng）地采取控製措施。
（2）大多（duō）數（shù）薄壁件變形的研究都是在有限元的（de）基礎上，得到了薄壁結構件加工變形（xíng）的一些規律，從而提出相（xiàng）應的變形控製工藝措施，缺（quē）少係統的理論依據，並且在分析過程中往往隻考慮引起變形的單因素，具有一定的片麵性。
6冷卻潤滑技術研究與應用（yòng）
在鈦合金結（jié）構件數控加工過程中，刀/工摩（mó）擦（cā）接觸區的高溫、高壓、高頻（pín）衝擊等（děng）對刀具性能提出了嚴峻考驗，刀具（jù）的急劇磨損往往是製約切削（xuē）效率提高的關鍵（jiàn）因素。麵對現代製造技術在高效、低能耗（hào）、環保等（děng）方麵的（de）高要求，如何選用合理有效的冷卻潤滑方式，以（yǐ）改善刀/工摩擦狀態和抑製刀具磨損，從而提高加工質量和加（jiā）工效率，同時加工過程環境友好，是鈦合金航空結構件數控加工冷卻潤滑方式優化選擇時必須考慮的重要技術要素。
解決鈦合金（jīn）材料的切削（xuē）問題需要采用耐高溫的（de）高性能刀具，並對切削過程中的刀（dāo）具進行有效冷卻潤滑。在鈦合（hé）金常規速度切削加工中，一般采用濕式切削，如圖5所示，以達到降低切削（xuē）區溫度，進而達到延長刀具使用壽命的目的。但切削液的（de）製造、使（shǐ）用、處理（lǐ）及（jí）排放要消耗大量的（de）能源（yuán）和資源，且對環境造成汙染。若采用（yòng）乳化液等高速濕式切（qiē）削鈦合金，由（yóu）於熱疲勞破損等反而使刀具壽命極低。目（mù）前，在鈦合金高速加工中（zhōng），主要采用常溫或低溫條（tiáo）件下的風冷和微量潤滑等（děng）冷卻潤滑方式，氣體介質主要有空氣、N2、CO2等。此外，采用液氮冷卻高速加工鈦合金，亦可有（yǒu）效延長刀具壽命，但對刀具冷卻裝置要求較高，不易推（tuī）廣應用（yòng）。
針對鈦合金等難加工材料冷卻潤滑方式的研究（jiū），國內外諸多刀具（jù）生產廠家（jiā）和高等院校均開展了大量（liàng）的試驗研究工作。在德國，特別是諸如達姆施塔特工業（yè）大學、亞琛工業大（dà）學、布倫瑞克工業大學以及多特蒙德工業大學等院校，在鈦合金切（qiē）削機理、有限元模型分析、仿真、切削試驗和采（cǎi）用不同冷卻方式（shì）等方（fāng）麵均開（kāi）展了（le）一係列研究，其中（zhōng），亞琛工業大學的機床實驗（yàn）室（WZL）還與伊斯卡（kǎ）（Iscar）、肯納金屬（Kennametal）、山高刀具（Seco Tools）和山特維克（Sandvik）等刀具廠，密切合（hé）作開展了包括高壓冷卻等技術的研究（jiū）。從Iscar公司提供的資料（liào）可（kě）以了解到在不同冷卻（què）潤滑壓力下車削鈦合金時切屑成形的情況。在采用2MPa的（de）壓力進行大流量外冷卻時，產生成長條纏繞形的切屑；當采用8MPa壓力的內冷卻（què）時，切屑（xiè）在高壓衝（chōng）擊下被折斷成小的弧（hú）形切屑；如果采用（yòng）30MPa超高壓進行內冷卻，這時就變成了針狀形切屑。從上（shàng）述實例不難看出，通過高（gāo）壓冷卻可以（yǐ）控製切屑（xiè）的成形，提高切削過程的可靠性，並提高切削用量[30]。
我國近年來在鈦合金冷卻潤（rùn）滑領域的理論（lùn）研究（jiū）以及應用（yòng）上取得了（le）長（zhǎng）足進（jìn）步。已有研究表（biǎo）明，在鈦合金高速切削過程中，采用普通切（qiē）削液會加劇鈦合金材料在刀具表麵粘結層的剝落頻率，加（jiā）重刀具塗層（céng）的粘結剝離，因而普通切削液有加重複合塗層刀（dāo）具磨損的趨勢[31-32]，而傳統切（qiē）削液在鈦（tài）合金加工過程中，還會造成銑削刀具（jù）空行程驟冷，從而加劇刀具熱應力梯度，在刀具表麵形成熱裂紋加劇刀具磨損破損，故而在使用金剛石刀（dāo）具切削鈦合金零件時，可使（shǐ）用一種新型（xíng）的以二氧（yǎng）化碳、水及植物油霧化後的霧狀混合物作（zuò）為冷卻介質的加（jiā）工技術，達到冷卻、潤滑及保護金剛石刀具的（de）目的[33]。此外，采用低溫氮氣射（shè）流結合微量潤滑高速銑削鈦合金時能夠較為有效地（dì）降低銑削力、抑製刀具磨損，在低（dī）溫氮氣射流條件下，隻要熱裂紋的形成與擴展未引起刀具的崩刃及刀麵的剝落，進一步降低低溫氮氣的溫度（dù）將提高（gāo）刀具的使用壽命[34]。
近年來，微量潤滑切削以其良好的（de）冷卻、潤滑、排屑以及低汙染（rǎn）等綜合性（xìng）能而受到（dào）了工業界的普遍關注，是高（gāo）速、高性能切削加（jiā）工采用的主要（yào）冷卻潤滑（huá）方式之一（yī）。目前（qián），國內工業企業和科研院所已采購了大量的可配備微量潤滑功能的高速切（qiē）削機床，微量潤滑或低溫微量潤滑切削隨著現代高（gāo）速切削機床的普遍使用（yòng）而（ér）得（dé）到（dào）了一定程度的推（tuī）廣應用。成飛公司（sī）的數據統計表明，相對於濕式切削，采用低溫微量潤滑（huá）高（gāo）速切削鈦（tài）合金（jīn）等難加工材料，刀具壽命提高30%以上。
目前，國內鈦合金高效切削專用冷卻介質的研（yán）究與應用還與國外存在（zài）較大差距，在生產中大規模應用（yòng）的國產冷卻介質相（xiàng）對缺乏。在航空製造企業（yè），鈦合金冷（lěng）卻潤滑介質主要采用進口產品（如辛辛那提米拉克龍、嘉實多等），不僅（jǐn）增加了（le）生產成本，而且對我國航空製造企業生產的穩定發展存在一定的隱患，急需在鈦合金高效切削專（zhuān）用冷卻潤滑（huá）介（jiè）質領域進行深入係（xì）統的研究，充分利用高效、低汙染（rǎn）、可持續發展的新型冷卻潤滑介質，加（jiā）強產學研合作及科研成果的轉化，爭取早（zǎo）日實現優（yōu）質冷卻潤滑（huá）介質的國產化。此外，切削加工現場環境質量安全與切削介（jiè）質的環境汙染問題一直是困擾機械製造（zào）業的（de）難題之一。如何在推廣應用高（gāo）性能冷卻潤滑技術的同時，有效監測（cè）和控製切削（xuē）現場的空氣質量，使其對人體健康的（de）影（yǐng）響降低至安全可靠的標準之下（xià），同時又（yòu）能有效地提高金屬切削加工質量與切削加工效率（lǜ），則是我國工（gōng）業界和機械製造技術領域所必須重點關注的（de）問題。
結（jié）束（shù）語
我國航空製造企業近年來通過（guò）加強產學（xué）研合作，以及引進吸收國外******製造技術，對鈦合金結構件的加工工藝方法進行了係統研（yán）究，大幅度提高了鈦合金航空結構件的加工效率與加工質量。但我國大型飛機鈦合金結構件的數控加工仍處於起步階段，加工效率及質量都還明顯落後於發達******，已成為製（zhì）約整個飛機研製和生產的瓶頸之一，急（jí）需通（tōng）過更為深入的產學研合作提高科研水平與生產（chǎn）效率，加（jiā）大科研成果轉化為實際生產（chǎn）力的力度。
客服