小序

钛合金质料作为一种轻合金质料,在航空航天领域应用普遍，，，，，，具有比强度高、耐侵蚀、热能力优异等特点但钛合金亦是一种典范的难加工质料，，，，，，切削加工历程中切削温度高、回弹大，，，，，，极易爆发加工硬化，，，，，，对切削刀具与切削工艺均提出了极高的要求血。。。。。。。。本文针对航空航天钛合金结构件加工的工程问题,开展了切削刀具与切削工艺的研究，，，，，，最终包管切削加工顺遂完成。。。。。。。。

1、加工工具与刀具选择

钛合金结构件翼面装配弧面及定位槽的铣削加工成型零件图如图1所示，，，，，，加工质料为TC4钛合金。。。。。。。；；；；；；；；诟媒峁辜的重大形状以及钛合金质料不佳的切削性能，，，，，，对夹具系统做出了刷新。。。。。。。。在本文的工艺优化步伐下，，，，，，切削质量显著提高，，，，，，且加工效率有用提升。。。。。。。。

1.1钛合金刀具质料的选择

钛合金切削加工历程具有如下特点：

(1) 变形系数小。。。。。。。。切屑在前刀面上具有较大的滑动摩擦的旅程，，，，，，导致刀具易磨损。。。。。。。。

(2) 切削温度高。。。。。。。。钛合金导热系数小且切屑与前刀面的接触路径短,切削热容易在切削区和切削刃周围的一个较小区域内一直累积，，，，，，使该区域温度坚持在一个较高的水平。。。。。。。。在其他切削条件稳固的条件下,其切削温度可比45号钢横跨一倍以上。。。。。。。。

(3) 工艺系统刚度要求高。。。。。。。。切屑与前刀面之间的小距离接触使得单位切削力增大,更易泛起崩刃征象。。。。。。。。钛合金自身弹性模量也小，，，，，，加工历程中回弹征象显着，，，，，，不但容易导致刀具进一步消耗，，，，，，也容易泛起振动征象，，，，，，影响最终的加工质量，，，，，，需要提高整个加工系统的刚度以对抗变形。。。。。。。。

(4) 加工硬化显着。。。。。。。。钛合金质料具有较高的活性,高切削温度下更是云云,其外貌极易与空气反应形成种种硬脆层，，，，，，而加工时的塑性形变会进一步导致外貌的硬化。。。。。。。。综相助用下，，，，，，刀具寿命严重缩短，，，，，，且最终加工件疲劳性能体现不佳。。。。。。。。

(5) 硬质合金刀具易磨损。。。。。。。。硬质合金可用于加工钛合金质料,可是由于钛合金对硬质合金的化学亲和性强,在加工历程中形成的高温高压条件易使刀具泛起粘结磨损问题。。。。。。。。

针对钛合金结构件上述特点，，，，，，切削刀具质料最终选用硬质合金或高速钢。。。。。。。。凭证刀具质料的差别，，，，，，对详细工艺结构参数做出如下修正:硬质合金刀具，，，，，，首先需要思量切削工件与钛合金之间的亲和反应,故扫除YT类硬质合金刀片，，，，，，选择YG6类硬质合金刀片。。。。。。。。另外，，，，，，为提高切削刃强度和改善散热条件，，，，，，铣刀前角y控制在0°~5°，，，，，，后角α控制在4°~10°,刀尖圆弧半径控制在0.5 mm。。。。。。。。同时,硬质合金铣刀切削参数应按以下原则选用：切削速率选择V_c=60m/min,进给量控制在V_f=130mm/min。。。。。。。。

中选用高速钢刀具时，，，，，，切削速率V_c=6~30m/min,进给量控制在V_f=20~60mm/min。。。。。。。。冷却液使用大宗的极压乳化液，，，，，，具有润滑好、冷却效果佳的优点。。。。。。。。

1.2加工工艺历程

为提高整个夹具系统刚度，，，，，，减小刀具的悬伸距离，，，，，，以阻止切削历程易爆发的振动征象，，，，，，最终工艺参数如表1所示。。。。。。。。

2、改制刀具

2.1硬质合金立铣刀的改制

按加工钛合金结构件翼面的弧面要求，，，，，，翼面弧面与钛合金结构件外壳弧面相吻合(图1，，，，，，R104.9)。。。。。。。。古板加工手段为通用的卧式镇床，，，，，，但生产效率偏低(逐日仅能加工4~5件)，，，，，，难以知足目的基本生产需求[4]。。。。。。。。本文提出了一种新的加工手段，，，，，，选择铣削要领加工弧面R104.9，，，，，，以铣代镗,最终加工效率提高了5倍以上。。。。。。。。而该要领需要对铣刀做出优化刷新，，，，，，如图2所示，，，，，，同时需要对工艺蹊径举行修正。。。。。。。。

2.2带柄硬质合金三面刃盘铣刀

翼面定位槽的加工，，，，，，槽深21.1 mm,槽长280 mm,槽宽(6+0.075) mm,该槽用于翼面与钛合金结构件舱体的装配定位,须包管槽底尺寸R30[5]。。。。。。。。为了知足加工要求,自制的带柄硬质合金三面刃铣刀如图3所示，，，，，，刀柄直径16mm,铣刀直径(60+0.2)mm,厚度5 mm,刀头的质料选择YG类，，，，，，铣刀前角γ=3°，，，，，，,后角α=8°，，，，，，刀尖圆弧半径为0.5mm,最终知足了尺寸R30的精度要求。。。。。。。。

3、自制夹具

由于翼面结构件的两侧面为两倾斜重大型面，，，，，，选用的通例夹具无法有用装夹，，，，，，需要设计一款针对性的专用夹具。。。。。。。。针对该现状,本文自制了专用夹具，，，，，，如图4所示。。。。。。。。

基本设计要求为：强度、刚度和稳固性均需要提升,以包管夹具系统在加工历程中可以遭受较大的力[6]；；；；；；；；进一步增大夹具系统的装置面，，，，，，以周边接触作为最佳接触选择。。。。。。。。适用于铣床的夹具为坚持定位，，，，，，会选取定位键与自身平台具有特定形状的槽举行配合。。。。。。。。定向键与夹详细配合多接纳H7/h6,定位键与特定形状槽(通常为T形槽)配合的部分预留出一定部分的余量举行修 配，，，，，，以包管最终的装置精度，，，，，，或通过在夹具正常使用时，，，，，，使定位键的某一面与平台特定形状槽接触,抵消装置间隙。。。。。。。。铣床夹具通常配有特殊设计的耳座，，，，，，以螺栓毗连的方法包管整个加工系统的细密毗连氏〕。。。。。。。。加工工艺及切削参数如表2所示。。。。。。。。

4、铣床调解、装夹校正后举行铣削加工

凭证图纸中给出的指标，，，，，，铣头与事情台面之间的不笔直度是影响最终加工件制造精度的一个要害因素。。。。。。。。经丈量，，，，，，立铣头与事情台面不笔直度误差为0.1/300 mmo经盘算调解后修正了立铣头角度,二者之间的不笔直度误差控制在0.02/300mm以内。。。。。。。。选用百分表校正图4中408 mm长底边的两头点，，，，，，包管其平行于事情台面，，，，，，装置4块压板后，，，，，，最终工件坚持细密接触状态以举行铣削加工。。。。。。。。加工历程中，，，，，，接纳杠杆表一直丈量修正，，，，，，使得6 mm槽与20 mm差池称度知足要求，，，，，，控制在0.03 mm以内。。。。。。。。槽宽和408mm长底边基准面的差池称度数值达标后，，，，，，最终加工的零件的实测值可抵达图纸中给出的详细数值。。。。。。。。

5、结语

目的零件保存较多的不规则结构，，，，，，同时曲面的保存对装夹提出了更高的要求。。。。。。。。凭证图纸目的需求，，，，，，公差标准要求高，，，，，，而钛合金质料特殊的加工难点使得部分型腔结构难以加工,通例刀具无法使用。。。。。。。。本文针对这些问题，，，，，，对夹具举行了针对性优化设计，，，，，，选择了合适的刀具质料并刷新了刀具结构，，，，，，最终对机床夹具和工艺蹊径举行调解后，，，，，，实现了难加工型腔的顺遂制造，，，，，，同时精度公差指标亦知足图纸目的需求。。。。。。。。针对古板要领加工效率低的问题，，，，，，本文提出的以铣代镇的加工要领有用提高了加工效率。。。。。。。。

[参考文献]

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[4] 贾开国.浅圆弧的铣削加工及误差剖析[J].机械工艺师,1990(7):16-17.

[5] 成大先.机械设计手册(第3卷)[M], 5版.北京:化学工业出书社,2008

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[8] 罗晨，，，，，，王欣，，，，，，苏春，，，，，，等.基于案例推理的夹具设计案例体现与检索[J].机械工程学报,2015 (7) : 136-143.

作者简介:余大章(1968—),男，，，，，，浙江宁波人，，，，，，技师，，，，，，研 究偏向:钛合金工艺。。。。。。。。

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