鈦合（hé）金以其強度高、機械功能好和耐腐（fǔ）蝕功能強等特色在航空製作業中的使用越來越（yuè）廣泛， 隨著鈦合金在飛機上所占比重的不斷（duàn）添加，鈦合金航空結構（gòu）件的數（shù）控加工功率對航空製作企業的（de）影響（xiǎng）也越來越大。鈦合金屬於難加工材料（liào），其相對（duì）切削性為0.15～0.25，加工功率僅為鋁合金的10%，因此鈦合金航空結構件的低加工（gōng）功（gōng）率嚴峻限製了現代飛機的批量生產。完成鈦合金航空結（jié）構件的高（gāo）效加（jiā）工成為了航空製作企業、數控設備製作商和刀具製作（zuò）商共同重視的話題。
01鈦合金切削加工（gōng）功能
鈦合金具有機械功能好、抗腐蝕功能（néng）強（qiáng）以及比重小（xiǎo）等特色。但是在加工中，鈦合金的切削加工功能很差，主要表現在以下幾個（gè）方麵：
(1) 大切削力。鈦（tài）合金材料強度高，在切削時發生的切削阻（zǔ）力大（dà），導致切削（xuē）刃口發生很多的切削熱;
(2) 導熱率低。鈦合金熱擴散率低，很多的切削熱會集在切削（xuē）區域;
公司是一家集精密機械零部（bù）件加工（gōng），北京不鏽鋼零件加工,北京鈦合（hé）金加（jiā）工各類工裝夾具、治具、非標設備設計製造以（yǐ）及衝壓模（mó）具、注塑模具、橡膠模具加工的專業（yè）廠家，是中國模具協會會員企業。
(3) 刀尖應力大。鈦合金的塑（sù）性低，加工發（fā）生的切屑極易彎曲，導致切屑與（yǔ）前刀麵的接觸長度短（duǎn），因此切削刃上單位麵積存力增大，形成刀尖部位應力會集（jí）;
(4) 摩擦力大。鈦合（hé）金（jīn）的彈性模量小（xiǎo），形成前、後刀（dāo）麵的摩擦加劇;
(5) 化（huà）學活潑性（xìng）高。鈦元素在高的切削溫度下，很容（róng）易（yì）與空氣中的氫、氧、氮等氣體發生化學反應，形成外表硬（yìng）層（céng），加快刀具磨損。
02鈦合金高效（xiào）加工設備
為了滿意鈦合金結構件的高效加工，新型的鈦合金加工（gōng）設備呈現出（chū）如下發展趨勢：
(1) 大扭（niǔ）矩。鈦合金強度高，加工中切削力非常大，鈦合（hé）金加工機床的一（yī）個明顯特色就是主（zhǔ）軸扭矩（jǔ）和擺角扭矩大。
(2) 電（diàn）主軸的（de）使用。大功率、大（dà）扭（niǔ）矩（jǔ）的電主軸已使用於鈦合金（jīn）加工。
(3) 臥（wò）式加工中心使用於鈦合金加工。臥式（shì）加（jiā）工中心排（pái）屑便利，有利於進步加（jiā）工功（gōng）率和加工質量，可交（jiāo）換作業台易於完（wán）成多工位加工（gōng）並組建柔性生產線，進步設備利用率。
(4) 高壓內冷。鈦合金加（jiā）工中切削熱（rè）會集在刀尖，易形成刀具磨損或損壞，高壓（yā）內冷可準確噴到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，傳統加工方式切削速度一般不超過60m/min。鈦合（hé）金的粗加工主要是以大切深、低轉速、低（dī）進給的方式來取得***大的金屬去（qù）除率；精加工選用PVD塗層（céng）硬質合金刀具進行小切寬、大切深的高速銑削取得高效切削（xuē）。因此鈦合金加工刀具（jù）主要圍繞如何在強力切（qiē）削時防（fáng）止振顫、減小切削力和降低切削（xuē）溫度等方麵進行改進：
04鈦合金高（gāo）效加工刀具
（1）鈦合金（jīn）麵銑加（jiā）工（gōng）：對鈦合金（jīn）零件進行麵銑加工時，選用小切深、大進給的銑削方式取得高效加工。大進給（gěi）銑削的原理是經過減小刀具主偏角，使刀（dāo）具在很高的進給下仍然能（néng）保持很小的（de）切屑厚度，以減小高進給時（shí）的（de）切削力，完成在低切削速度下取得很大的進給量（liàng），添加單位切深下的金屬切除率。同時切削力部分垂直向上，切向力較小，消耗（hào）的功率也較（jiào）小，該加工方法對機床的功率和（hé）剛性要求不高，使用非（fēi）常廣泛（fàn）。
（2）鈦合金槽腔加工：槽腔是鈦合金（jīn）航空結構件的一個主要特征，材料去除率高，作業量大，因此槽腔加工是完成鈦合金零件高效加工的關鍵(見圖1)。大切深、低轉速、低進給的（de）強力切（qiē）削以取得（dé）***大金屬（shǔ）去除率（lǜ）是鈦合金粗（cū）加工（gōng）的有用方法。現在粗加工鈦（tài）合金的強力銑削刀具以玉米銑（xǐ）刀的功率***高而得到廣泛選用。
圖（tú）（1） 槽腔粗（cū）加工示（shì）意圖
（3）圓角（jiǎo）加工技能：為減輕飛機（jī）重量，飛機（jī）結構（gòu）件的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（zhì）切削力改變非常大。在切削力突變的情況下，刀具（jù）容易發生振蕩，乃至出現崩刃現象，導致刀具磨損嚴峻（jun4），加工功率低下。插（chā）銑是解決轉角加工功率的***佳途（tú）徑。插銑加工比慣例銑削振蕩小，走刀方式去除轉角餘量的（de）功率高。經過不同直徑的插銑刀具對轉角處進行（háng）插銑，可切除大部分轉角（jiǎo）餘量，再用（yòng）立銑刀對（duì）插銑發生的殘留（liú）進行清除（chú），能夠大幅度進步加（jiā）工功（gōng）率。
（4） 精密側銑技（jì）能：在精加工側壁時，利用銑削的斷續性來到達高速切削的（de）目的，以進步零件外（wài）表質量及加工功率。精加工側麵時，因為切寬小，刀齒每轉過一周的切削時刻很短，即冷卻時刻很長。在冷卻充分的（de）情況下，其切（qiē）削溫度能（néng）得（dé）到有用地控製，因此能夠大（dà）幅進步切削速度來進步加工功（gōng）率，如圖2、圖3所示。用（yòng）PVD塗（tú）層的（de）全體硬質合金銑刀或超密齒硬質合金銑刀進
行鈦（tài）合金的高（gāo）速切削精加工，能（néng）夠（gòu）大幅進步加工功率和加工精度。
（5）仿真優化技能：鈦合（hé）金結構零件在粗加工時切削餘（yú）量會不斷改（gǎi）變。現在的（de）CAM軟件所編（biān）製的NC程序往往隻能（néng）設置固定的切削參（cān）數，為了防止局部程序因為切削量過大（dà）形（xíng）成對刀具、機床（chuáng）的（de）衝擊，一般（bān）方法是經過降低全體切削參數來確（què）保刀具壽數和零件質量，從而加工功率極為（wéi）低下。Vericut的仿真優化技能則可很好地解決該問題。經過Vericut軟件設置切削參數優化庫，並（bìng）用軟件進行仿真，經（jīng）過（guò）仿真對實踐加工餘量和切削條件進行猜測，根據加工餘量和切削條件對程序中的切削參數進（jìn）行優（yōu）化。既延（yán）長了刀具（jù）壽數，確保了零件質量（liàng），也進步（bù）了加工功率。
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