钛合金质料的应用现在已成为仅次于铁、铝的第三种金属质料，，，，，，，被普遍应用于各领域各行业，，，，，，，特殊是近年来航空工业制造领域的应用急剧增添（如B787、A380及军用航空器），，，，，，，其生长之迅猛给予加工制造行业带来了很大的挑战，，，，，，，如生产效率低、刀具寿命段、零件加工质量废品率高等。。。。。。。因此，，，，，，，对金属加工刀具综合性能提高及合理有用的加工要领也提出了更高、更新的挑战。。。。。。。

首先，，，，，，，钛合金相对密度低（ρ=4.5g/cm3）、比强度（σb和ρ比）高，，，，，，，弹性模量。。。。。。；；；；；具有优异的塑性和韧性；；；；；钛合金在高温或低温状态下能坚持较稳固的物理、化学性能。。。。。。。如某些钛合金和工业纯钛在－253℃超低温下塑性和韧性仍然优异，，，，，，，而某些钛合金在550℃高温条件下恒久使用仍然能坚持较高的热稳固性；；；；；另外，，，，，，，钛合金具有优异的耐蚀性，，，，，，，它比不锈钢的钝态区域宽，，，，，，，氧化膜抗氯离子能力强。。。。。。。在海洋大气、海水、湿氯气、氯化物、次氯酸、硫化物、硫酸盐、大大都氧化性酸和有机化合物情形下，，，，，，，都有其优良的耐蚀性，，，，，，，同时钛合金还具有较高的抗攻击性能。。。。。。。因此经常被用于航空发念头叶片和大型飞机升降架、潜艇和医疗器械（见图1）。。。。。。。

1、钛合金质料的特征

近年来，，，，，，，航空器产品的一直升级，，，，，，，如航空器零部件设计力争重量轻、体积紧凑等要求，，，，，，，许多零部件的结构形状重大、形面多样化等，，，，，，，使种种高强度钛合金质料在航空器上的大宗应用，，，，，，，从而需要更好的加工工艺要领和先进的刀具设计、制造手艺来知足其加工要求。。。。。。。

关于航空器的特殊要求，，，，，，，科学家们一直研发出与其适配的新型航空器钛合金质料，，，，，，，来知足航空器机械零部件的高刚性、大强度和重量轻、体积小等设计要求。。。。。。。随之而来造成后续的钛合金机械零件加工效率低、工艺性差。。。。。。。金属切削加工中，，，，，，，切削刀具与被加工零件质料之间关系相互矛盾。。。。。。。当相互对立又相互联系的任何一方，，，，，，，若是有了新的突破和立异，，，，，，，就会迫使另外一方获得一个更新的生长。。。。。。。若是仍然接纳古板质料的加工要领和加工刀具，，，，，，，将会在加工效率、加工质量和加工刀具本钱上大打折扣。。。。。。。为了应对和顺应新型钛合金零件的一直增添和对其加工性能、加工效率和加工精度等方面的要求，，，，，，，刀具界都在一直地刷新各自的刀片基体材质、几何角度设计、涂层手艺和立异的加工要领，，，，，，，来知足对新的钛合金质料零件的高效加工要求，，，，，，，特殊是知足近年来对航空器需求量猛增，，，，，，，承载能力提高、碳排放和节能的要求。。。。。。。

2、钛合金质料的加工要领

凭证以往加工钛合金质料的刀具应用履历，，，，，，，加工要领和参数合理选择很是主要。。。。。。。另外，，，，，，，使用特殊的加工技巧和特殊的刀具几何参数设计，，，，，，，关于提高加工效率、延伸刀具寿命很是有用。。。。。。。无论接纳哪种加工要领，，，，，，，其目的是为了最大限度地降低加工切削部位的刀尖和零件温度，，，，，，，避免被加工零件外貌硬化、刀尖温度过高。。。。。。。由于切屑形成现实上是一个挤压、变形、剪切和摩擦的历程，，，，，，，会爆发大宗的切削热（见图2），，，，，，，往往接纳增添散热区域、控制切削力、接纳摆线走刀和大进给铣削等要领均能提高其加工效率，，，，，，，延伸刀具寿命。。。。。。。关于同样的机床、零件和刀具，，，，，，，加工钛合金质料的切削要领差别关于刀具寿命和加工效率，，，，，，，会有截然纷歧样效果。。。。。。。摆线切入法可最大限度减小刀具与被加工外貌的切削区域，，，，，，，使得刀具的现实切削包角最。。。。。。。，，，，，延伸刀具每一转每齿的散热时间；；；；；螺旋插补使得每齿切削量相对匀称，，，，，，，特殊是在加工零件内拐角处最为显着；；；；；大进给切削方法，，，，，，，以小的切削深度、大的进给有用地减小了切削力，，，，，，，使得加工中爆发最小的切削热、加工区域温度最低。。。。。。。无论接纳哪种铣削方法，，，，，，，最终目的都是为了最大限度降低切削力、减小切削区温度。。。。。。。

一种优异的钛合金加工刀具，，，，，，，必需具备尖锐的切削角度、强度高的切削刃口、耐热的外貌涂层，，，，，，，配以差别一样平常质料的切削加工要领等一切有利于降低加工区域温度和快速散热的效果。。。。。。。要做到这一点务必从以下几个方面思索和实现：

首先，，，，，，，在加工钛合金零件中实现切屑有用合理的断屑，，，，，，，最大限度地控制被加工区域的温度。。。。。。。一样平常质料在机械加工中大宗的切削热爆发在切屑上，，，，，，，能够有用地爆发断屑，，，，，，，会使加工中爆发大宗的切削热被切屑带走。。。。。。。在车削历程中，，，，，，，我们最理想的切屑形状为“C”字形、“6”字形或“9”字形（见图3）。。。。。。。特殊是关于粗加工工序，，，，，，，在整个加工系统刚性允许的情形下，，，，，，，尽可能使其在整个加工历程中爆发断屑。。。。。。。但关于钛合金质料的加工却很不相同，，，，，，，由于钛合金质料的特殊特征，，，，，，，在加工中大宗的切削热会坚持在刀尖和被加工零件外貌区域。。。。。。。不但对加工历程中止屑有严酷的要求，，，，，，，同时对刀具质料耐热性、刃口的尖锐和强度还要有特殊的要求。。。。。。。

其次，，，，，，，建议在铣削加工钛合金零件时尽可能接纳逆铣方法，，，，，，，使得切削历程中形成的切屑由厚变。。。。。。。4），，，，，，，当刃口切入后温度急剧升高时，，，，，，，切屑已经逐渐变薄刃口随即切出。。。。。。。这种铣削方法能够大幅降低切削刃口温度，，，，，，，延伸刀具寿命。。。。。。。由于顺铣加工在刀具切削刃进入被加工零件外貌时会爆发急剧的摩擦和滑移，，，，，，，爆发大宗的切削热造成被加工外貌硬化、刀具刃口寿命短。。。。。。。

另外，，，，，，，充分的冷却能够显着提高刀具寿命。。。。。。。关于具有内冷却的CNC机床，，，，，，，应该尽可能使用最利于降温的内冷却功效，，，，，，，并推荐使用内冷却刀具，，，，，，，以便机床强有力的高压流体带走大宗的切削热，，，，，，，确保加工区域在一定的温度规模。。。。。。。关于没有内冷却功效的机加工机床，，，，，，，强烈建议使用外传内冷却刀柄增强冷却效果。。。。。。。同时，，，，，，，选用特殊的冷却流体和合理的冷却流体浓度（推荐浓度10%左右）也很是主要。。。。。。。

关于钛合金零件的加工，，，，，，，由于钛合金质料零件弹性模量。。。。。。。，，，，，在加工历程中遇到零件上的尖角易反弹。。。。。。。应接纳差别的切入、切出方法，，，，，，，阻止在切入或切出时质料反弹，，，，，，，造成刀具刃口损坏。。。。。。。一样平常建议接纳圆弧切入（见图5），，，，，，，并提前加工切出部位的尖角（见图6），，，，，，，当刀具切出时不会再泛起零件上的尖角反弹，，，，，，，损毁刀具刃口（见图7）。。。。。。。关于内腔圆角在精加工前应预先处置惩罚，，，，，，，在精加工时零件侧边余量与内角余量相对匀称，，，，，，，这样很是有利于提高零件的外貌加工质量和刀具切削寿命（见图8）。。。。。。。

适当控制刀具的切削力和切削速率，，，，，，，也是降低加工区域温度、延伸刀具寿命最有用的要领之一。。。。。。。通常加工钛合金质料零件接纳周边修磨的正型刀片减小切削力，，，，，，，以较低的切削线速率及较小的切削宽度降低切削温度和刀具刃口的切入时间。。。。。。。凭证差别的钛合金质料、零件结构和加工系统刚性等因素，，，，，，，在通常加工钛合金质料零件时，，，，，，，应凭证差别的切削宽度控制刀具的切削线速率。。。。。。。一样平常来讲刀具的切宽越大切削线速率越低，，，，，，，反之刀具切宽越小切削线速率可以提高（见图9）。。。。。。。

一样平常情形下，，，，，，，粗加工切削线速率在40～80m/min，，，，，，，精加工切削线速率在60～120m/min。。。。。。。

加工中坚持适当有用的刀具包角，，，，，，，使得刀具的每一个有用加工齿能够最大限度地包管最长冷却时间。。。。。。。加工中坚持适当、合理地刀具有用包角，，，，，，，有利于提高钛合金质料的切削效率、延伸刀具加工寿命。。。。。。。刀具有用包角，，，，，，，反应到切削参数上，，，，，，，与切削深度和切削宽度及刀具直径有着直接的关系（见图10）。。。。。。。特殊要注重的是，，，，，，，在加工这类质料时，，，，，，，尽可能阻止满刀切削（即刀具的有用切入包角即是180?）。。。。。。。在现实加工中，，，，，，，刀具的切削包角每增大一倍，，，，，，，刀具寿命会镌汰30%左右（凭证差别品牌的刀具和被加工差别质料有所差别）。。。。。。。因此，，，，，，，钛合金零件铣槽加工，，，，，，，强烈推荐使用摆线铣加工要领。。。。。。。

3、结语

作为专业化刀具企业的松德公司，，，，，，，在生产现有阻尼减振刀具、高细密镗刀和高精度刀柄系统产品的同时，，，，，，，致力于高性能钛合金质料加工刀具的研发和制造。。。。。。。公司通过自身一直立异生长，，，，，，，使用多年的刀具研制、生产和应用履历，，，，，，，同时借助行业高科技、高性能及超微晶粒硬质合金粉末的生产手段和国际先进的制造手艺，，，，，，，力争刀具基体材质、切削槽型和外貌涂层的立异和加工要领的优化，，，，，，，使得公司生产的钛合金质料刀具在加工效率和刀具寿命方面，，，，，，，均处于海内刀具行列的前沿。。。。。。。

参考文献：

[1]赵勇庆，，，，，，，奚正平，，，，，，，曲恒磊．我国航空钛合金质料研究现状[J].航空质料学报，，，，，，，2003（10）：215-219．

[2]王文丽.金属切削原理与刀具[M].北京：北京邮电大学出书社，，，，，，，2008.

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