【編者按】由于鈦合金已成為機加工車間越來越常用的材料，相應(yīng)的加工工藝是否能進一步發(fā)展，使其性能和加工效果達到全新的水平就成為至關(guān)重要的因素。在鈦合金的加工中宋梧，銑削占據(jù)主導(dǎo)位置，部分原因是在飛機機身零件中加工出型腔狰挡、外形捂龄、槽和邊緣都是極具挑戰(zhàn)的工序。 銑削刀具的新發(fā)展帶來的性能提升直接增強了鈦合金材料的性能圆兵。在克服鈦合金材料的加工挑戰(zhàn)中跺讯，專用刀具起到了主要作用，在優(yōu)化部分殉农，為工序選擇和應(yīng)用正確的刀具發(fā)揮了重要作用。

　　大部分加工是二維的局荚，由于型腔深度和半徑要求以及其他挑戰(zhàn)性因素超凳，對加工的要求越來越嚴格。所用的機床對鈦合金加工來說耀态，早已經(jīng)過時了轮傍。這就要求為了實現(xiàn)出色的加工以及最充分的機床利用率，來選擇最佳的工具系統(tǒng)和加工方法首装。
鈦合金的特點

　　在鈦合金的實際加工過程中會遇到許多必須考慮的因素抱典。基于這點赊偿，鈦合金的銑削工藝會和很久以來主要的加工方法不同绵另。兩種全新的銑削刀具解決方案以及應(yīng)用的不斷發(fā)展，已經(jīng)為鈦合金銑削提供了新的可能性绅鉴。

　　與許多其他材料相比姨莽，成功加工鈦合金的潛力要小得多，加工性能也不同既蛙。由于鈦合金在可加工性方面變化比較大仲侈，影響了加工方法和刀具的選擇以及加工工藝，但是與其他合金的加工一樣蓖社，需要更加仔細的規(guī)劃——從為作業(yè)選擇機床到為切削細節(jié)進行編程秆惑。盡管航空制造業(yè)中的零件特性很相似，但尺寸和形狀各異，因此哗蛋，機床词祝、夾具、冷卻液赁严、刀具扰柠、加工方法以及切削參數(shù)的選擇也不盡相同。由于刀庫的空間有限疼约，工藝的柔性（靈活性）是首要條件卤档，就生產(chǎn)效率和能力而言，刀柄的類型程剥、刀具的安裝調(diào)整都是關(guān)鍵因素劝枣。

　　正如粗加工和精加工工序必須按照不同的參數(shù)規(guī)劃，對于可轉(zhuǎn)位刀具和整體硬質(zhì)合金刀具來說织鲸，與不同的應(yīng)用領(lǐng)域聯(lián)系的鈦合金銑削也隨之出現(xiàn)舔腾。需加工的尺寸和形狀以及合適的刀具型號是第一位決定因素÷Р粒可轉(zhuǎn)位刀具去除材料的效率最高稳诚，現(xiàn)在已經(jīng)被看作是粗加工的首選，在大而平的表面的精加工中瀑踢，它也是無可匹敵的扳还。整體硬質(zhì)合金刀具廣泛應(yīng)用于半精加工和精加工工序，以及當對于可轉(zhuǎn)位刀片刀具來說半徑咱茂、型腔及槽的尺寸過小時掰废，整體硬質(zhì)合金刀具也是理想的解決方案。

　　待加工零件參數(shù)的編程數(shù)據(jù)是選擇專用銑削刀具的基礎(chǔ)缴碉。由于最大化金屬去除率應(yīng)與經(jīng)濟的刀具壽命相平衡敢添，根據(jù)這點，就可以確定其他刀具的變量叁乍。對于鈦合金來說季训，刀具的基礎(chǔ)因素包括用硬質(zhì)合金材質(zhì)制造的、切削刃鋒利且堅固剧鹏，并具有相對大的正前角热轨。這些要素可以滿足鈦合金的特殊耐熱和化學(xué)要求。在槽形和刀具材料方面盔惑，可轉(zhuǎn)位刀片技術(shù)經(jīng)歷了一段很長的發(fā)展過程梨耽，它正在成為性價比更高的解決方案，從而取代大量的現(xiàn)有硬質(zhì)合金刀具律坎，甚至可用于中等和大尺寸刀具统岭。

　　徑向銑削飛機機身

　　徑向銑削非常適合鈦合金加工。但是，大的徑向切削深度會大大縮短刀具的壽命草添，而大的軸向切削深度對切削溫度的影響甚微驶兜，所以不會以相同的方式影響刀具壽命。因此远寸，使用密齒距的長刃銑刀抄淑，同時運用30%的徑向切深以及具體應(yīng)用所允許的最大軸向切深是高效去除鈦合金材料的最佳方法。

　　由此驰后，長刃銑刀適合眾多鈦合金零件的側(cè)壁粗銑和精銑肆资。長刃銑刀的長螺旋刃非常適用于鈦合金加工中的大量徑向銑削≡钪ィ可轉(zhuǎn)位刀片長刃刀具由多排刀片組成郑原，這些刀片與連續(xù)磨削的整體硬質(zhì)合金刀具切削刃一樣。目前夜涕，從刀具的底部起沿外周上升排列可轉(zhuǎn)位刀片已達到鈦合金中實現(xiàn)良好加工性能和安全性的極限犯犁。可實現(xiàn)高效排屑的大尺寸排屑槽是必需的女器，并與高效的正前角口迟、鋒利的刀片相結(jié)合，組合成了可實現(xiàn)出色加工性能的可轉(zhuǎn)位長刃刀具巨脚。

　　對于鈦合金銑削來說斧与，切削刀片的穩(wěn)定夾持是至關(guān)重要的，即使是在粗加工中秧诊，切削刀片的任何移動都會導(dǎo)致不均勻磨損，并使切削刃處于危險之中牡徘。輕微的磨損跡象會在鈦合金切削過程中使切削刃變鈍喧撕，從而加快磨損并導(dǎo)致刀具破損。對于一排緊密固定的連續(xù)刀片來說式伶，刀片的軸向支撐特別難呀琢，會導(dǎo)致對刀片螺釘?shù)倪^度依賴。因此贡金，在使用長刃銑刀時壕归，獲得杰出性能的最佳方法是在刀片和刀體之間牢固地接口。刀片座必須有一個確定的支撐和鎖緊裝置衅侥，還要特別考慮到軸向力和旋轉(zhuǎn)力癞季。

　　新刀具解決方案

　　在此背景下，CoroMill 690長刃銑刀（專用于鈦合金加工）的研發(fā)重點在于擁有創(chuàng)新性的刀片設(shè)計倘潜。刀片能夠精確定位并固定鎖緊可確保高金屬去除率以及寬敞的排屑槽绷柒。CoroMill 690銑刀所配備的刀片代表了刀片制造技術(shù)發(fā)展的新成果，專為鈦合金加工時所需的切削過程而優(yōu)化。這種直接壓制的鋒利刀片具有切削動作輕废睦、吃刀充足伺绽、功率要求低以及高進給率的優(yōu)點。此外嗜湃，專為鈦合金徑向銑削而優(yōu)化的槽形還有助于延長刀具的壽命奈应。這樣一來，就為高效去除大量材料的邊緣與型腔粗加工提供了一種堅固而可靠的高性能刀具购披，
加工飛機結(jié)構(gòu)件時通常就需要這種刀具杖挣。

　　CoroMill 690銑刀有兩種刀片尺寸，相同直徑的刀體能夠選擇不同的齒距今瀑，用以應(yīng)對各種加工工序程梦，而密齒距刀體是通過提高進給率為提高生產(chǎn)效率帶來了更多可能性。同時橘荠，這些刀片具有通用的徑向銑削能力乞贡，優(yōu)化的可能性更多。CoroMill 690長刃銑刀的研發(fā)在一定程度上基于CoroMill 390的應(yīng)用經(jīng)驗克酿，CoroMill 390作為成熟的立銑基準刀具颅唇，擁有廣泛的應(yīng)用范圍，其中包括粗加工型腔時的插銑限匕。同時西练，該產(chǎn)品系列可為鈦合金銑削提供可轉(zhuǎn)位刀具全面的加工能力，此應(yīng)用的重點是高安全性下的金屬去除率困荤。

　　冷卻液至關(guān)重要

　　鈦合金銑削取決于所應(yīng)用的冷卻液然板。冷卻液質(zhì)量越高，加工效果越好捎鹤。事實證明秃标，高壓冷卻應(yīng)用（壓力范圍為標準70～100巴，具體取決于所使用的系統(tǒng)）已顯示出其明顯的優(yōu)勢亡荞。由于高壓冷卻在許多現(xiàn)代機床上已成為標準配置篡话，因此它是優(yōu)化鈦合金銑削的潛在資源。

　　高壓冷卻會影響熱量分布水孩、切屑形成镰矿、切削刃粘結(jié)趨勢、刀具磨損以及表面完整性俘种，因此會對鈦合金的加工效果產(chǎn)生明顯影響秤标。
由于鈦合金易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此在加工期間容易使工件材料焊接到切削刃上安疗，從而會影響刀具壽命抛杨，并導(dǎo)致切屑的二次切削和硬屑堵塞够委。在高壓下從噴嘴噴出的冷卻液對溫度控制起著關(guān)鍵的作用，并因此影響加工結(jié)果和可靠性怖现。刀具噴嘴直接對準刀片上與精加工表面相接觸的部分茁帽，從而在切屑與刀片前刀面之間形成所謂的“液壓楔”。因為這些噴嘴孔屬于刀具的不可調(diào)整部分屈嗤，因此在裝配時已進行過優(yōu)化并消除了不穩(wěn)定因素潘拨，這樣一來就能夠獲得更具一致性且更安全的加工過程。

　　CoroMill 690專用于鈦合金銑削饶号，這種刀具包含多個冷卻液通道和孔铁追，能為每片刀片提供高壓冷卻加工。其每個切削刃都由許多刀片組成对轴，而每個刀片都有相應(yīng)的冷卻液噴嘴為其提供高壓噴射溺硼。在無需使用銑刀的整個切削刃長度的情況下，可以使用塞子代替噴嘴亮史，這樣可以避免不必要的空噴射而浪費冷卻液壓力邪涕。位于刀具端部的噴嘴有助于排屑，避免出現(xiàn)切屑的再切削效應(yīng)（特別是在型腔加工中）哩敞。此外椭集，為確保泵能夠提供所需的流量，噴嘴尺寸還可具體選擇点级。

　　可轉(zhuǎn)位銑刀出于實際原因咳龄，其直徑下限為12 mm，而硬質(zhì)合金刀具基于性價比考慮宽缴，其直徑上限為25 mm迎反。 中間和重疊范圍選擇取決于具體應(yīng)用。對于精加工趾迈，精磨的的整體硬質(zhì)合金立銑刀通常是最佳解決方案舔艾，而對于粗加工，最佳解決方案則是可轉(zhuǎn)位刀具洪囤。但是，適合這種中間范圍的刀具還在繼續(xù)發(fā)展撕氧，因為刀具模塊化通過這種可換頭式銑刀提供了一個完全不同的視角瘤缩。

　　小直徑銑刀應(yīng)用

　　深且窄的型腔需要較長的刀具可達性。要使這些型腔不成為加工時的瓶頸伦泥，需要一種能夠提供良好性能的解決方案剥啤，并結(jié)合小刀具加工能力和加工靈活性。為深入型腔內(nèi)部而使用加長夾頭來夾緊整體硬質(zhì)合金立銑刀并不能實現(xiàn)最佳的穩(wěn)定性不脯，因為這樣會限制切削參數(shù)府怯，并為零件質(zhì)量帶來風險刻诊。但是，可換頭式刀具有整體硬質(zhì)合金刀具的可轉(zhuǎn)位性和精加工能力的雙重優(yōu)點牺丙。

　　從性能與加工結(jié)果则涯、刀具成本角度以及靈活性要求來看，可換頭式刀具系統(tǒng)在10～25mm的刀具直徑范圍內(nèi)優(yōu)勢明顯冲簿。不僅可提供高度靈活性粟判，還能夠降低刀具庫存。其精加工能力要優(yōu)于可轉(zhuǎn)位刀片刀具吓缴，并且與整體硬質(zhì)合金刀具相比寇淑，刀具的成本得到大幅降低，此外少迁，不必擔心因重磨而使刀片尺寸變小兆婆。由于能夠選擇不同的刀頭與刀柄進行組合，因此能提供高度的靈活性和更多的優(yōu)化可能性遏貌。
　　刀頭與刀柄之間的接口是此類刀具的關(guān)鍵因素婿哥。其性能取決于強度、穩(wěn)定性然怕、精度岸零、可重復(fù)性以及夾持便利性。正如CoroMill 690長刃銑刀一樣鱼灶，它在很大程度上得益于切削單元與刀體之間接口的不斷發(fā)展竞蹲，這種接口也使推出新一代可換頭式銑刀成為了可能。足夠大的軸向支撐面信高、錐形徑向支撐面闸衫、專門開發(fā)的螺紋牙型以及螺釘支撐共同造就了刀頭與刀柄之間所需的獨特接口。這種接口是在大刀具懸伸工況下確保良好加工性能的基礎(chǔ)诽嘉。

　　基于使用CoroMill Plura（金剛銑）的豐富經(jīng)驗蔚出，CoroMill 316可換頭式立銑刀系列來源于最先進的整體硬質(zhì)合金刀具，可提供所需的全面加工能力虫腋。整體硬質(zhì)合金刀柄具有不同的直徑骄酗、長度和樣式，能夠為許多飛機結(jié)構(gòu)件的半精加工和精加工提供最佳的剛性悦冀。
成功的鈦合金銑削

　　在粗加工銑削中趋翻，為了獲得最佳金屬去除率，軸向切削深度是需要考慮的主要因素盒蟆；而在精加工銑削中踏烙，必須考慮選擇最佳的進給率。在鈦合金加工中历等，無論是粗加工還是精加工讨惩，盡管切削速度可以不同辟癌，但是它總是受到限制的。了解了這些鈦合金加工時的基本原則荐捻，就可以為優(yōu)化工序做許多工作滩哥，從而使鈦合金加工更具競爭力并實現(xiàn)可靠的加工過程。需要考慮的四項關(guān)鍵因素是機床能力空崇、冷卻液供給措抒、切削刀具和加工方法。

　　在切削速度較低的徑向銑削時居绸，機床需要有足夠的功率和力矩精克，也要求有合適的主軸，以獲得滿意的金屬去除率因登。如果機床也使用小直徑刀具硅魁，則主軸速度范圍需要足夠高，以獲得出色的加工結(jié)果步鸣。一般來說枯昂，需要評估主軸接口，它的聯(lián)接穩(wěn)定性不能太弱醒囊。為了獲得足夠的刀具彎曲剛性霸瘾，良好的端面和錐度接觸是基本要求；為了消除螺旋或徑向銑削刀具產(chǎn)生的刀具上的拉力通熄，足夠的夾緊壓力至關(guān)重要唆涝。

　　銑削刀具的新發(fā)展帶來的性能提升直接增強了鈦合金材料的性能。在克服鈦合金材料的加工挑戰(zhàn)中唇辨，專用刀具起到了主要作用廊酣，在優(yōu)化部分，為工序選擇和應(yīng)用正確的刀具發(fā)揮了重要作用赏枚。

　　與普通加工相比亡驰，鈦合金銑削的方法和編程技術(shù)更甚一籌。按照推薦的方法加工圓角和輪廓饿幅，可在機床的生產(chǎn)周期和盡量減少廢品方面取得與眾不同的結(jié)果凡辱。通常，為確保從一開始就以正確的刀具路徑加工栗恩，在加工前多花點時間來優(yōu)化編程煞茫，與選擇現(xiàn)成的工藝相比，將起到事半功倍的效果摄凡。

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