關(guān)于鈦合金以其強(qiáng)度高、機(jī)械性能好和耐腐蝕性能強(qiáng)等特點(diǎn)在航空制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，隨著鈦合金在飛機(jī)上所占比重的不斷增加，鈦合金航空結(jié)構(gòu)件的數(shù)控加工效率對(duì)航空制造企業(yè)的影響也越來越大。
鈦合金屬于難加工材料，其相對(duì)切削性為0.15～0.25，加工效率僅為鋁合金的百分之10，因此鈦合金航空結(jié)構(gòu)件的低加工效率嚴(yán)重制約了現(xiàn)代飛機(jī)的批量生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)鈦合金航空結(jié)構(gòu)件的高 效加工成為了航空制造企業(yè)、數(shù)控設(shè)備制造商和刀具制造商共同關(guān)注的話題。
鈦合金CNC加工廠家解析鈦合金切削加工性能
1、鈦合金切削加工性能
鈦合金具有機(jī)械性能好、抗腐蝕性能強(qiáng)以及比重小等特點(diǎn)。但是在加工中，鈦合金的切削加工性能很差，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)大切削力。鈦合金材料強(qiáng)度高，在切削時(shí)產(chǎn)生的切削阻力大，導(dǎo)致切削刃口產(chǎn)生大量的切削熱;
(2)導(dǎo)熱率低。鈦合金熱擴(kuò)散率低，大量的切削熱集中在切削區(qū)域;
(3)刀尖應(yīng)力大。鈦合金的塑性低，加工產(chǎn)生的切屑ji易彎曲，導(dǎo)致切屑與前刀面的接觸長度短，因此切削刃上單位面積存力增 大，造成刀尖部位應(yīng)力集中;
(4)摩擦力大。鈦合金的彈性模量小，造成前、后刀面的摩擦加劇;
(5)化學(xué)活潑性高。鈦元素在高的切削溫度下，很容易與空氣中的氫、氧、氮等氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成表面硬層，加速刀具磨損。
2、鈦合金高 效加工設(shè)備
為了滿足鈦合金結(jié)構(gòu)件的高 效加工，新型的鈦合金加工設(shè)備呈現(xiàn)出如下發(fā)展趨勢(shì)：
(1)大扭矩。鈦合金強(qiáng)度高，加工中切削力非常大，鈦合金加工機(jī)床的一個(gè)明顯特點(diǎn)就是主軸扭矩和擺角扭矩大。
(2)電主軸的應(yīng)用。大功率、大扭矩的電主軸已應(yīng)用于鈦合金加工。
(3)臥式加工中 心應(yīng)用于鈦合金加工。臥式加工中 心排屑方便，有利于提高加工效率和加工質(zhì)量，可交換工作臺(tái)易于實(shí)現(xiàn)多工位加工并組建柔性生產(chǎn)線，提高設(shè)備利用率。
(4)高壓內(nèi)冷。鈦合金加工中切削熱集中在刀尖，易造成刀具磨損或損壞，高壓內(nèi)冷可準(zhǔn)確噴到切削區(qū)域帶走切削熱。
3、鈦合金高 效加工刀具
鈦合金的切削加工性較差，傳統(tǒng)加工方式切削速度一般不超過60m/min。鈦合金的粗加工主要是以大切深、低轉(zhuǎn)速、低進(jìn)給的方式來獲得zui大的金屬去除率；精加工采用PVD涂層硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行小切寬、大切深的高速銑削獲得高 效切削。因此鈦合金加工刀具主要圍繞如何在強(qiáng) 力切削時(shí)避免振顫、減小切削力和降低切削溫度等方面進(jìn)行改進(jìn)。
4、鈦合金高 效加工刀具
（1）鈦合金面銑加工：對(duì)鈦合金零件進(jìn)行面銑加工時(shí)，采用小切深、大進(jìn)給的銑削方式獲得高 效加工。大進(jìn)給銑削的原理是通過減小刀具主偏角，使刀具在很高的進(jìn)給下仍然能保持很小的切屑厚度，以減小高進(jìn)給時(shí)的切削力，實(shí)現(xiàn)在低切削速度下獲得很大的進(jìn)給量，增加單位切深下的金屬切除率。同時(shí)切削力部分垂直向上，切向力較小，消耗的功率也較小，該加工方法對(duì)機(jī)床的功率和剛性要求不高，應(yīng)用非常廣泛。
（2）鈦合金槽腔加工：槽腔是鈦合金航空結(jié)構(gòu)件的一個(gè)主要特征，材料去除率高，工作量大，因此槽腔加工是實(shí)現(xiàn)鈦合金零件高 效加工的關(guān)鍵(見圖1)。大切深、低轉(zhuǎn)速、低進(jìn)給的強(qiáng) 力切削以獲得zui大金屬去除率是鈦合金粗加工的有效方法。目前粗加工鈦合金的強(qiáng) 力銑削刀具以玉米銑刀的效率zui高而得到廣泛采用。
