1鈦（tài）合金材料的（de）切削加工差主要體（tǐ）現在如（rú）下幾個方麵:

      ( 1) 切削溫度高（gāo）。鈦合金材料導熱係數小, 散熱條件差, 在切（qiē）削過程（chéng）中刀具與切屑間的摩擦係數大, 切削熱集中於刀刃附近, 因此, 會（huì）造成切屑與刀具接觸界麵溫度過高。

      ( 2) 切削條件要求較高。鈦合金材料對切削速度（dù）非常敏感, 欠（qiàn）合理的切削參數選擇會極大地縮減刀（dāo）具的壽命。

      ( 3) 彈性恢複大。鈦合金彈（dàn）性模量小, 在切削力作用下產生較大的（de）彈性恢複, 對大徑深孔來說, 由於孔收縮量（liàng）較（jiào）大, 故易造成（chéng）鑽頭刃帶與孔壁間產生摩擦, 大（dà）回彈（dàn）量將使刀具的實際切削後角減小, 加劇了後刀麵（miàn）與加（jiā）工表麵間的摩擦, 嚴重時會導致鑽頭“抱死（sǐ）”。

      ( 4) 變形係數小。加工鈦合金時, 經常可以看到擠裂的切屑, 且刀具易磨損, 其（qí）主要原因是切（qiē）屑（xiè）沿著前刃麵（miàn）流出的速度大於其它材料（liào）對（duì）前刀麵的摩（mó）擦。

      ( 5) 刀（dāo）尖應力大。計算結果表明, 鈦合金（jīn）材料的切削應力約是中碳鋼的1.3 倍。由於（yú）刀尖附近（jìn）應力集中, 所以刀尖或（huò）切削刃極易磨損。

      ( 6) 化學活性高。在（zài）一定切削溫度下, 鈦吸收大氣中的（de）氧、氮、氫等元素, 而（ér）形成氧化鈦、氮化鈦和氫化鈦薄膜, 使表麵層（céng）硬化（huà）和變脆, 降低了塑（sù）性, 加大了加工硬化程度, 從（cóng）而加劇了刀具磨損。

      ( 7) 粘結磨損及擴散磨（mó）損較突出。切削時由於鈦合金的親和力大, 使摩擦表（biǎo）麵的（de）接觸點容易粘結。在相對運動下, 帶（dài）走（zǒu）刀具材料造（zào）成粘結磨損。

      針對上述問題, 本文結合（hé）T11 鈦合金零件的雙曲麵加工, 著重分析說明了鈦合金零件料數控加工中的刀具材（cái）料、幾（jǐ）何參數的合理選擇, 切削參數的優化等問題。

      2 典型零件工序切削加工工藝分析

      2.1 曲麵的（de）加工工藝

      被加工零（líng）件結構如下圖（tú）所示, 其特點是曲麵多、孔多、盆形內腔, 材料加工工藝性能差, 切削加工難度高。針對以上特點, 製定的主要加工工序如下:

      ( 1) 毛坯（pī）粗車( 外圓尺寸) ;( 2) 低倍;( 3) 半（bàn）精車（chē）( 盆形內（nèi）腔) ;( 4) 精車;( 5) 銑下端麵八弧八孔（kǒng）;( 6) 開槽（cáo）;( 7) 精銑葉型（xíng）;( 8) 熒光檢查;( 9) 外磨( 由於精銑葉形以後外圓膨脹) 。

      2.2 刀具材料的選擇

      加工鈦合（hé）金的刀（dāo）具材料應具備如下性（xìng）能: 高（gāo）溫狀態下的化學穩定性; 足夠的強度和韌（rèn）性; 良好的熱傳導（dǎo）性。加（jiā）工鈦合金時, 應盡可能選擇與鈦合金親合力小（xiǎo）的刀（dāo）具材料。經（jīng）過對（duì）幾種常用的（de）刀具材料進（jìn）行分析, 最（zuì）後選用了YG 類硬質合金。

      2.3 刀具參數優選

      ( 1) 車削加工

      因鈦合金的導熱性差, 為減少刀具後（hòu）刀麵與加工表麵摩（mó）擦產生的熱, 刀具後角要選的大些, 加工（gōng）一般材料的（de）刀具後角取（qǔ）α0=6°~8°; 加（jiā）工鈦（tài）合金的刀具後（hòu）角取α0=14°~17°; 前角要大一（yī）些,γ0=8°~12°, 以（yǐ）保證刀刃鋒利, 減小加工變形, 提高加工表麵質量（liàng）; 主偏角Kr=90°, 以降低徑（jìng）向力, 防止震動（dòng）; 刀尖（jiān）圓弧rε≤0.8mm 合適。

      ( 2) 銑削加（jiā）工

      在圖示的曲麵加工工藝中, 上表麵的兩孔和下（xià）表麵的（de）八弧八孔以及葉片的開槽和精（jīng）銑都要采用銑削加工。銑刀的前角、後角等幾何參數對提高切（qiē）削精度和效率以及延長刀具壽命有很大的影響。所以要對銑刀的（de）形狀加以改進, 具體措施:

      ①減（jiǎn）小銑刀的懸（xuán）伸。假如銑刀的懸伸（shēn）過大, 剛度就（jiù）難以保證（zhèng）。在保證工件正常加工的前提下, 懸伸（shēn）盡量縮短。

      ②減小銑刀刀槽深度。這（zhè）樣可使（shǐ）銑刀的（de）壽命得以提高。

      ( 3) 鑽（zuàn）孔加工

      要對鑽頭進行修磨, 因鈦合金彈性模（mó）量（liàng）小, 在切削力作用下產生較大的彈性恢複, 特別是加工大孔徑時孔收縮量較（jiào）大, 造成鑽頭刃帶與孔壁間產生摩擦, 所（suǒ）以產生很大的噪聲和（hé）切削力, 甚至鑽頭和鈦合金有抱死的傾（qīng）向; 又因鈦合金化（huà）學（xué）活（huó）性高, 切削溫度升高的條件下, 鈦吸收空氣中的氧、氮、氫等元素形成氧化鈦、氮化鈦、氫（qīng）化鈦等薄膜, 使表麵硬化、變脆、降低了塑性, 加大了加工硬化程度。所以造成（chéng）了（le）擴孔時的鑽頭磨損。特別（bié）是在原底孔（kǒng）直徑處磨損更為嚴重, 所以要對鑽（zuàn）頭進行修磨。標準鑽頭的倒錐量為( 0.03～0.10) mm/100mm, 而鈦合金的彈性恢複量大, 會引起鑽頭與工（gōng）件的摩擦力（lì）過大。一般情況下, 加工鈦合金鑽頭的倒錐角度是標準鑽頭倒錐角度的30 倍以上, 一般為( 0.10～3) mm/100mm。為了減小軸向切削, 將（jiāng）鑽頭的橫刃部分（fèn）修磨成S 形。

      2.4 切削參數的優（yōu）選

      對於切削加工（gōng）來說, 既要保（bǎo）證零件的質量、加工效率, 又要保（bǎo）證刀具有一定的壽命。

      ( 1) 對於雙曲麵（miàn）的粗車, 要保證刀具的使用壽命, 切削速度v≤80m/min, 刀具使用壽命T=480min。背吃刀量ap≤1mm, 進給量f≤0.15mm/r。因粗加工產（chǎn）生的熱量（liàng）多,要加大冷卻液的流量。

      ( 2) 對於零件的精車, 主要任務是（shì）保證表（biǎo）麵質量（liàng）, 加工精度和適當的刀具壽命（mìng）。切削（xuē）速度v≤80m/min, 背吃刀量ap≤0.3mm, 刀具的使用壽命（mìng）T=1080min, 進給（gěi）量f≤0.15mm/r。

      ( 3) 開槽是銑削加工中占用時間最長的工序, 提高開槽（cáo）的效率的措施是優化（huà）銑刀的加工軌跡。對於開槽工序（xù）來說, 要遵循切削路線短的原則, 應（yīng）先一（yī）側開（kāi）槽, 而不是兩側同時開（kāi）槽。這樣會使銑（xǐ）刀（dāo）受到的循環應力減小, 從而（ér）可提高刀具的使用壽命。還應加大背吃刀量ap 和切削厚度ae。風扇開槽使用球頭立銑刀, 設定ap=5mm, ae=2.8mm,為了避（bì）免過切, 所以編（biān）程時應使（shǐ）刀徑自下而上。

      2.5 提高加（jiā）工係統（tǒng）穩定性（xìng）措施

      為了得到滿意的（de）加工零件和效率, 必須使係統具（jù）有很高的穩定性。

      ( 1) 減小刀具的懸長, 避免受大的衝擊力的時候刀具折斷。

      ( 2) 選擇主軸剛度較大的（de）機床, 避（bì）免大切削用量引起工藝係（xì）統顫（chàn）振發生。

      ( 3) 選擇裝夾強度較大夾具, 增加係統的剛性。此外, 還應注（zhù）意切削餘量要（yào）均勻。

      3 結語

      通過綜合考慮鈦合金加工中刀具的選擇、切削參數的優化, 以及對加（jiā）工（gōng）工藝係統的調整, 可以使鈦合金零（líng）件的加（jiā）工取得較好（hǎo）的結果。本文通過在大宇Mynx540/50四軸數控銑（xǐ）床上進行葉型的精銑實驗（yàn）, 采用的（de）是φ=16mm 的（de）硬質合金球刀, 獲得了滿意的切削結果, 具體數（shù）據（jù）如表1 所示（shì）。