鈦合金以其強度高、機械功能好和耐（nài）腐蝕（shí）功能強（qiáng）等特色在航空製作業中的使（shǐ）用越來越廣泛， 隨著鈦（tài）合金在飛機上所占比重的不斷添加，鈦合金航空結構件的數控加工（gōng）功率對航空製作企業的影響也越來越大。鈦合金屬於難加工材料，其相對切（qiē）削性（xìng）為0.15～0.25，加工功率僅為鋁合金的10%，因此（cǐ）鈦合金航空結構件的低加工功率嚴峻限製了現代飛機的批量生產。完成鈦合金航空結構件的高效加工成為了航空製作企業、數控（kòng）設備製作商和刀具製（zhì）作商共同重視的話題。
01鈦合金切削加（jiā）工（gōng）功能
鈦合金具有機械功能好、抗腐蝕功能強以及比重小等特色。但是在加工中，鈦合金的切削加（jiā）工功能很差，主要表現在以下幾（jǐ）個方麵：
(1) 大切削力。鈦合金材料強度高，在切削時發生的切削阻力大，導致切削刃口發生很（hěn）多的切削熱;
(2) 導熱率（lǜ）低。鈦合金熱擴散率低，很多的切削熱會集在（zài）切削區域;
公司是一家集精密機械零部件（jiàn）加工，北京不鏽鋼零件加工,北京鈦合金加工各類工裝夾具、治具、非（fēi）標設備設計製（zhì）造以及衝壓模（mó）具、注塑模具、橡膠（jiāo）模具加工（gōng）的專業廠家，是中國模具協會會員企業。
(3) 刀尖應（yīng）力（lì）大。鈦合金的塑性低（dī），加（jiā）工發生的切（qiē）屑極易彎曲，導致切屑與前刀麵的接觸（chù）長度短，因此切削刃上單位麵積存力增大，形（xíng）成刀尖部位應力會集（jí）;
(4) 摩擦力大。鈦合（hé）金的彈性模（mó）量小，形成前、後刀麵的摩擦加劇;
(5) 化學活潑性高。鈦元素在高（gāo）的切削溫度下，很容易與空氣中（zhōng）的氫、氧、氮等氣體發生化學反應，形成外表硬層，加快刀具磨（mó）損。
02鈦合金高效加工（gōng）設備
為了滿意鈦合金結構件的（de）高效加工，新型的鈦合（hé）金加工設備呈現出如（rú）下發展趨勢：
(1) 大扭矩。鈦合金強度高，加工中切（qiē）削力非常大（dà），鈦合金加工機床的一（yī）個（gè）明顯特色就是主軸扭（niǔ）矩和擺角扭矩大。
(2) 電主軸的使用。大功率、大（dà）扭矩的電主軸已使用於（yú）鈦合金加工。
(3) 臥式加工中心使用於（yú）鈦合金加工。臥式加工中心排（pái）屑便（biàn）利，有利於進步（bù）加工功率和加工質量，可交換作業台易於完成多工位加工並組建柔性生產線，進步設備利用率。
(4) 高壓內冷。鈦（tài）合金加工中切（qiē）削熱會集在（zài）刀尖，易形成刀具磨損或損（sǔn）壞，高壓內冷可準確噴到切削區域帶走切削熱。
03鈦（tài）合金高效加工刀具
鈦合金的切削加工性較差，傳統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、低轉速、低進給的方式來取得***大的（de）金屬去除率；精（jīng）加工選用PVD塗層硬質合金刀具（jù）進行小（xiǎo）切寬、大切深的高速銑削（xuē）取得（dé）高（gāo）效切削。因（yīn）此（cǐ）鈦合金加工刀具主要圍繞如何在強力切削時防止振顫、減小切削力（lì）和降低切削溫度等（děng）方麵進（jìn）行改進：
04鈦合金高效加工刀（dāo）具
（1）鈦合金麵銑加工：對鈦合金零件進行麵銑加工時，選用小切（qiē）深、大進給的銑削方式取得高（gāo）效加工。大進給銑削（xuē）的原理是經過（guò）減小刀具主偏角，使刀具在很高的進給下仍然能保持很（hěn）小的切屑厚度，以減小高進給時的切削力，完（wán）成在（zài）低切削速度下取得很大的進給量，添加單（dān）位切深下的（de）金屬切除率。同時切削力部分垂直向上，切（qiē）向力較小（xiǎo），消耗（hào）的功率（lǜ）也較小，該加工（gōng）方法對（duì）機床的功率和剛性（xìng）要求不高，使用非常廣泛。
（2）鈦合（hé）金槽腔加工：槽腔是鈦（tài）合金航（háng）空結構件的一個主要特征（zhēng），材料去除率高，作業量大，因此槽腔加工是完成鈦合金零件高效加工的關鍵（jiàn）(見圖1)。大切深、低轉速（sù）、低進給的強力切削以取得***大金屬去除率是鈦合金粗加工的有用方法。現在粗（cū）加工鈦合金的（de）強力銑（xǐ）削刀具以玉米銑刀的功率***高而得到廣泛選用。
圖（1） 槽腔粗加工（gōng）示意圖
（3）圓角加工技能：為減輕飛機重量，飛機結構件的槽腔轉角處圓角一般較小，需要用直徑較小的銑刀進行加工。因為在（zài）圓角處（chù）切削量突變，導致切削力改變非常大。在切削力突變的情況下，刀具容易（yì）發生振（zhèn）蕩，乃至出現（xiàn）崩刃現（xiàn）象，導致刀具磨損嚴峻，加工功率低（dī）下。插銑是解決轉角加工功率的***佳途（tú）徑。插（chā）銑加工比慣例銑削振蕩小，走刀方式去除轉角餘量的功率高。經（jīng）過不同直徑的插銑刀具對轉角處進行插銑，可切除大部分轉（zhuǎn）角（jiǎo）餘量，再（zài）用立銑刀對（duì）插銑發生的殘留進行（háng）清除，能夠大幅度進步加工功率。
（4） 精密側銑技能：在精加工側（cè）壁時，利用銑削的斷續性來到達高（gāo）速切削的目的，以進步零件外表質量及加工功率。精加（jiā）工側麵時（shí），因為切（qiē）寬小，刀齒每轉過（guò）一周的切削時刻很短，即冷卻時刻很長。在冷卻充（chōng）分（fèn）的情況下，其切削（xuē）溫度能得到有用地控製，因此能（néng）夠大（dà）幅進步切削速度來進步加工功率（lǜ），如圖（tú）2、圖3所示。用PVD塗層的全體硬質合金銑刀或超密齒（chǐ）硬（yìng）質合金（jīn）銑刀進
行鈦合（hé）金的高（gāo）速切（qiē）削精加工，能夠大幅進步加工功率和加工精度。
（5）仿真優化技能：鈦合金結構零件在粗加工時切削餘量會不斷（duàn）改變。現在的（de）CAM軟件所編製的NC程序往往隻能（néng）設置固定的切削參數，為了防止局部程序因為切削（xuē）量過大形成對刀具、機床的衝（chōng）擊，一般方法是經過降低全體切（qiē）削（xuē）參數來確保刀具壽數和零件質（zhì）量，從而加工功率極為低下。Vericut的仿真（zhēn）優化技（jì）能（néng）則可很好地解決該問題。經過Vericut軟件設置切削參數優化庫，並用軟件進行仿真，經過仿真對實踐加工餘量和（hé）切削條件進行猜測，根據加工餘量和切削條（tiáo）件對程序中的切削（xuē）參數進行優化。既延長了刀具壽數，確（què）保了零件質量，也進步了加工功（gōng）率。
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