由于鈦合金具有比重小候齿，比強度與熱強度高迄靠，熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性好咧虎，可以顯著地減輕產(chǎn)品重量卓缰，提高推重比、結構的抗熱能力和可靠性砰诵，所以在航空征唬、航天、石油茁彭、化工总寒、造船等部門得到廣泛應用，幾年來理肺，由于產(chǎn)品結構要求摄闸，我們在鈦合金的切削加工工藝上進行了一些探索，下面就此作一介紹妹萨。

　　1 鈦合金簡介

　　鈦合金是同素異構體蟹故，在低于882℃時呈密排六方晶體，稱為a鈦宁斋，在882℃呈體心六方晶體感栋，稱為b鈦，隨著添加其它合金元素的種類慧男、數(shù)量不同姥仍，相變、溫度及相分含量也逐漸改變比摆，從而得到不同的鈦合金傻牙，室溫下可分為a、(a+ b) 休台、b型三種基本組織阐泻，各組織對應的典型牌號有a鈦：TA6～TA8：a+ b：TC1～TC11： b鈦：TB1～TB3。

　　影響鈦合金切削加工性的因素 鈦及鈦合金的切削加工征啦，從切削的刀具耐用度担急、加工表面的質(zhì)量及切屑形成和排屑的難易程度等方面來衡量，鈦及鈦合金屬難加工材料侠坎。鈦及鈦合金的切削加工性比奧氏體不銹鋼還差蚁趁，退火或固溶處理的鈦合金切削加工性優(yōu)于高溫合金，而經(jīng)時效處理后的鈦合金切削加工性和高溫合金差不多实胸。

　　鈦合金切削加工性差主要有以下原因：

　　導熱他嫡、導溫系數(shù)小，切削溫度高庐完。 鈦合金的導熱系數(shù)平均是工業(yè)純鈦的一半钢属，導溫系數(shù)分別為鐵和鋁的1/4和1/16徘熔，因此在相同的切削條件下，鈦合金的切削溫度比45鋼高1倍以上淆党。

　　切削變形系數(shù)小酷师，單位面積上的切削力大。 鈦合金的切削變形系數(shù)小于1或接近1宁否，鈦合金切屑被主切削刃切離后窒升，立即向上翻卷，使切屑與刀具前刀面接觸減少慕匠，刀具單位面積上所承受的壓力要比一般鋼材大得多饱须，切削溫度急劇上升。

　　化學活性大隔阔。鈦合金在300℃以上高溫下極易與刀具材料“親和” 果孝， 產(chǎn)生嚴重的粘刀現(xiàn)象。

　　刀具材料的選擇 切削加工鈦合金的刀具材料贵式，要求抗變強度高炼缰、硬度高、韌性好衬榕、熱硬性好脸婉、耐磨性好，還要散熱好杈夜，決不能用含鈦的刀具材料尝赵，因為含鈦的刀具材料在高溫下很容易與鈦合金親和，加劇刀具磨損盹组。切削刀具要求刀面表面光潔弓呵，刃口鋒利。對多刃刀具哄避，應控制切削刃的跳動量茉漂。

　　2 鈦合金接頭切削加工舉例

　　鈦合金接頭零件結構外形如圖1所示，材料為TC4誉简。該零件加工中主要存在以下幾個問題：

　　零件結構較為復雜碉就，工藝性較差，在加工過程中闷串，集中了車铝噩、銑、鏜窿克、鉆等切削加工，刀具基本上是斷續(xù)切削加工毛甲， 對刀具有較大沖擊力年叮，易崩刃具被，刀具壽命短：

　　加工硬化嚴重，粘刀只损，容易產(chǎn)生積屑瘤一姿，刀具磨損嚴重：

　　排屑不暢，刀具容易在柄部折斷：

　　加工六方外形

　　刀具選擇：切削加工六方外形選用端銑刀跃惫，YG8刀片叮叹，?120刀盤，6個刀片溺联。刀具幾何參數(shù)為成品角度济问。

　　切削參數(shù)選擇：主軸轉(zhuǎn)速118r/min，進給量47.5mm/min捻境，銑削深度6mm吝殖。

　　切削加工情況：有YG8銑平面，刀具切削輕松炸鹅，在進刀與工件接觸時以及刀具將工件切透時有振動帚颤，中間切削過程平穩(wěn)，使用磨削液肮渣。留0.5mm 余量進行精銑饮噪，可獲得Ra1.6的表面粗糙度。

　　加工十字形狀

　　刀具選擇：選用硬質(zhì)合金立銑刀距肯，刀具材料為Y330膏姨。銑刀外徑?40。

　　切削參數(shù)選擇：主軸轉(zhuǎn)速235r/min撤宽。

　　切削加工情況：用Y330加工十字形狀臭杰，手動橫向進給，刀具切削輕松谚中，切削時加磨削液充分冷卻渴杆。精銑時銑刀底刃修磨R2，后角為10°～12°宪塔，并用碳化硅油石修磨使切削刃光滑磁奖，工件能得到Ra1.6的表面粗糙度。此時后角的選擇某筐，尤其是刀具圓弧面后角的選擇至關重要比搭，過大，會在銑削過程中產(chǎn)生振動南誊，容易崩刃身诺，使切削刃產(chǎn)生鋸口，加劇磨損：過小抄囚，會造成排屑霉赡、斷屑困難橄务，切屑還會粘刀，后刀面與工件磨擦現(xiàn)象嚴重穴亏，刀具磨損加快王庐。因此正確地修磨后角，可以提高刀具的使用壽命毯创。

　　車削工件內(nèi)外圓弧表面

　　刀具材料毫例、幾何參數(shù)及切削用量的選擇如下：

　　刀具材料為YG8，45°偏刀斷續(xù)切削苫七，使用磨削液讓切削刃冷卻惹捡。用工裝夾持工件，每組加工8件停唐，粗車切削用量V=25～38m/min科谨，f=0.3～0.5mm/r，ap=3～5mm.如加工中間內(nèi)孔时憾，在連續(xù)切削的條件下精車渊喘，切削用量V=50～75m/min，f=0.1～0.2mm/r鸽拱，ap=0.25～0.8mm拨才。

　　前角g=8°～12°能保證刀具強度。

　　磨出0.05～0.1mm的負倒棱谓苟，增強切削刃強度官脓。

　　后角a=15°～20°，以減少后刀面與工件的摩擦涝焙，提高刀具壽命卑笨。

　　粗車時，刃傾角l=-3°～-5°仑撞，精車時刃傾角l=-3°～0°赤兴。

　　粗車時，刀尖圓弧半徑r0=0.5mm隧哮，精車時r0=1～2mm桶良，以增強刀尖強度。

　　切削加工情況：通過以上參數(shù)選擇沮翔，工件可獲得Ra1.6的表面粗糙度陨帆，并能有效地提高刀具壽命，主切削刃在刃磨后用碳化硅油石研磨出倒棱采蚀，可消除刃磨產(chǎn)生的鋸口疲牵，提高抗磨損能力，并增強主切削刃強度。

　　加工零件兩邊U形弧槽

　　U槽深約24mm岭复，寬18mm慷郎，圓弧為28，弧形槽弦長61mm纲秫，為半盲槽，加工后底部弧面及兩側面壁厚為4mm肢有。由于是半盲槽单步，刀具進入切槽后，銑削阻力增大涣恤，排屑不暢且奔，刀具與切屑擠壓現(xiàn)象嚴重，切削過程中有振動络骤，刀具易崩刃此腊，如繼續(xù)切削，刀具將在頸部處折斷朵令。加工后的零件表面凹凸不平羊捧，表面粗糙度達不到要求。在選用刀具上彼硫，原選用硬質(zhì)合金立銑刀加工炊豪，由于銑削產(chǎn)生的振動使銑刀崩刃，刀具壽命較短拧篮。后改用超硬鋁高速鋼銑刀切槽词渤，取得了較滿意的效果。其加工步驟如下：

　　先將銑刀底部磨出圓角R2串绩，后角值取8°～12°缺虐，并用油石修光。如果刀具底部圓角磨削不好及尺寸大小不一礁凡，或不等高高氮，那么刀具的使用壽命則會降低。

　　粗銑把篓，取主軸轉(zhuǎn)速300r/min纫溃，加磨削液。手動進給韧掩，兩側各留5mm紊浩，分兩次銑削，第一次吃刀深度為12mm柒汉，第二次吃刀深度為10mm绒催，底面保證最大尺寸留2mm余量。試驗得知监昏，一把刀在不受撞擊斜州，正常使用的情況下惦知，可加工40件、80條這樣的槽愁逝，然后將銑刀卸下刃磨爪辟，第二次刃磨后的銑刀，其耐用度稍差敷忠。如用硬質(zhì)合金立銑刀加工既权，一把硬質(zhì)合金銑刀在圓角處刃磨角度合理的情況下，也只能加工4條槽崎北，但表面粗糙度達不到要求酌沥。使用超硬鋁銑刀，其耐用度要比硬質(zhì)合金銑刀提高10～12倍松招。

　　半精銑呵扛，取主軸轉(zhuǎn)速475r/min，進給速度475mm/min筐带，不加冷卻液今穿。

　　裝上工裝精加工R388圓弧底面及兩側面尺寸4mm，圓角R2烫堤，取主軸轉(zhuǎn)速475r/min荣赶，在圓盤上加工應保證逆銑，銑削中有振動鸽斟，可調(diào)整圓工作臺間隙拔创，螺母調(diào)緊，減少振動富蓄。順銑帶刀嚴重剩燥，圓盤的竄動容易將零件啃傷，造成零件報廢立倍。試驗得知灭红，用超硬鋁高速鋼銑刀對工件進行半精加工至精加工，其經(jīng)濟價值非晨谧ⅲ可觀变擒，一把銑刀可直接加工120件，甚至還要多一些逐嗅，而用硬質(zhì)合金銑刀其使用壽命僅是它的十分之一蹂甥。

　　3 綜合因素探討

　　影響鈦合金切削加工的因素很多，要依據(jù)實際零件加工情況從各個方面進行綜合分析菊车，找出最佳途徑虚缘。下面就我廠這幾年來在加工TA7、TC4材料零件中采取的幾點措施作一簡介。

　　切削機床辐轧、夾具的選擇

　　切削加工鈦合金應選擇剛性好摧篱、功率大、具有大的變速范圍和進給范圍的機床鬼涂，以便于調(diào)整切削參數(shù)松苹。切削加工前認真調(diào)整機床導軌間隙，或單獨使用某一方向進給加工時羔仅，最好將另一方向的螺母鎖緊骏卿，減少機床振動：夾具剛性要好，使用圓工作臺時淘太，應將其間隙調(diào)好，螺母鎖緊规丽。

　　切削用量蒲牧、刀具幾何參數(shù)選擇

　　切削加工鈦合金時，應重點考慮鈦合金切削時會產(chǎn)生較高溫度的因素赌莺，由于切削溫度高冰抢，刀具磨損加快。切削溫度一般取值為：硬質(zhì)合金刀具切削溫度應控制在600～800℃艘狭，高速鋼刀具切削溫度控制在450～560℃的范圍內(nèi)挎扰，還要嚴格控制切削用量，特別是切削速度不能高巢音。在實際加工中要根據(jù)具體材料和不同加工工序進行選擇遵倦，并使用充足的切削液，提高切削效率官撼。切削鈦合金刀具的幾何參數(shù)見表2 梧躺，切削鈦合金的切削用量 。

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