钛合金资料的利用目前已成为仅次于铁、铝的第三种金属资料，被宽泛利用于各领域各行业，出格是近年来航空工业造作领域的利用急剧增长（如B787、A380及军用航空器），其发展之迅猛赐与加工造作行业带来了很大的挑战，如出产效能低、刀具寿命段、零件加工质量废品率高档
。因而，对金属加工刀具综合机能提高及合理有效的加工步骤也提出了更高、更新的挑战
。

首先，钛合金相对密度低（ρ=4.5g/cm³）、比强度（σ b 和ρ 比）高，弹性模量

；拥有优良的塑性和韧性
；钛合金在高温或低温情况下能维持较不变的物理、化学机能
。如某些钛合金和工业纯钛在－253℃超低温下塑性和韧性依然优良，而某些钛合金在550℃高温前提下持久使用依然能维持较高的热不变性
；另表，钛合金拥有优异的耐蚀性，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、大无数氧化性酸和有机化合物环境下，都有其良好的耐蚀性，同时钛合金还拥有较高的抗冲击机能
。因而时时被用于航空发起机叶片和大型飞机起落架、潜艇和医疗器械（见图1）
。

1、钛合金资料的个性

近年来，航空器产品的不休升级，如航空器零部件设计力求沉量轻、体积紧凑等要求，好多零部件的结构状态复杂、形面多样化等，使各类高强度钛合金资料在航空器上的大量利用，从而必要更好的加工工艺步骤和先进的刀具设计、造作技术来满足其加工要求
。

对于航空器的特殊要求，科学家们不休研发出与其适配的新型航空器钛合金资料，来满足航空器机械零部件的高刚性、大强度和沉量轻、体积幼等设计要求
。随之而来造成后续迪胙合金机械零件加工效能低、工艺性差
。金属切削加工中，切削刀具与被加工零件资料之间关系相互矛盾
。当相互对抗又相互联系的任何一方，若是有了新的突破和创新，就会迫使另表一方获得一个更新的发展
。若是依然选取传统资料的加工步骤和加工刀具，将会在加工效能、加工质量和加工刀具成本上大打折扣
。为了应对和适应新型钛合金零件的不休 增长和对其加工机能、加工效能和加工精度等方面的要求，刀具界都在不休地改进各自的刀片基体材质、几何角度设计、涂层技术和创新的加工步骤，来满足对新迪胙合金资料零件的高效加工要求，出格是满足近年来对航空器需要量猛增，承载能力提高、碳排放和节能的要求
。

2、钛合金资料的加工步骤

凭据以往加工钛合金资料的刀具利用经验，加工步骤和参数合理选择极度沉要
。另表，使用特殊的加工技巧和特殊的刀具几何参数设计，对于提高加工效能、耽搁刀具寿命极度有效
。

无论选取哪种加工步骤，其主张是为了最大限度地降低加工切削部位的刀尖和零件温度，预防被加工零件表表硬化、刀尖温度过高
。由于切屑形成现实上是一个挤压、变形、剪切和摩擦的过程，会产生大量的切削热（见图2），往往选取增长散热区域、节造切削力、选取摆线走刀和猛进给铣削等步骤均能提高其加工效能，耽搁刀具寿命
。对于同样的机床、零件和刀具，加工钛合金资料的切削步骤分歧对于刀具寿命和加工效能，会有截然不一样了局
。摆线切入法可最大限度减幼刀具与被加工表表的切削区域，使得刀具的现实切削包角最幼，耽搁刀具每一转每齿的散热功夫
；螺旋插补使得每齿切削量相对均匀，出格是在加工零件内拐角处最为显著
；猛进给切削方式，以幼的切削深度、大的进给有效地减幼了切削力，使得加工中产生最幼的切削热、加工区域温度最低
。无论选取哪种铣削方式， 最终主张都是为了最大限度降低切削力、减幼切削区温度
。

一种优良迪胙合金加工刀具，必须具备敏感的切削角度、强度高的切削刃口、耐热的表表涂层，配以分歧通常资料的切削加工步骤等所有有利于降低加工区域温度和急剧散热的成效
。要做到这一点务必从以下几个方面思虑和实现：

首先，在加工钛合金零件中实现切屑有效合理的断屑，最大限度地节造被加工区域的温度
。

通常资料在机械加工中大量的切削热产生在切屑上，可能有效地产生断屑，会使加工中产生大量的切削热被切屑带走
。在车削过程中，我们最梦想的切屑状态为“C”字、“6”字形或“9”字形（见图3）
。 出格是对于粗加工工序，在整个加工系统刚性允许的情况下，尽可能使其在整个加工过程中产生断屑
。但对于钛合金资料的加工却很不一样，由于钛合金资料的特殊个性，在加工中大量的切削热会维持在刀尖和被加工零件表表区域
。不只对加工过程中断屑有严格的要求，同时对刀具资料耐热性、刃口的敏感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选取逆铣方式，使得切削过程中形成的切屑由厚变
。4），当刃口切入后温度急剧升高时，悄谛谢经逐步变薄刃口随即切出
。这种铣削方式可能大幅降低切削刃口温度，耽搁刀具寿命
。由于顺铣加工在刀具切削刃进入被加工零件表表时会产生急剧的摩擦和滑移，产生大量的切削热造成被加工表表硬化、刀具刃口寿命短
。

另表，充分的冷却可能显著提高刀具寿命
。对于拥有内冷却的CNC机床，应该尽可能使用最利于降温的内冷却职能，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量的切削热，确保加工区域在肯定的温度领域
。对于没有内冷却职能的机加工机床，强烈建议使用表传内冷却刀柄加强冷却成效
。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）也极度沉要
。

对于钛合金零件的加工，由于钛合金资料零件弹性模量幼，在加工过程中遇到零件上的尖角易反弹
。应选取分歧的切入、切出方式，预防在切入或切出时资料反弹，造成刀具刃口败坏
。通常建议选取圆弧切入（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出现零件上的尖角反弹，损毁刀具刃口（见图7）
。对于内腔圆角在精加工前应预先处置，在精加工时零件侧边余量与内角余量相对均匀，这样极度有利于提高零件的表表加工质量和刀具切削寿命（见图8）
。

适当节造刀具的切削力和切削速度，也是降低加工区域温度、耽搁刀具寿命最有效的步骤之一
。通常加工钛合金资料零件选取周边建磨的正型刀片减幼切削力，以较低的切削线速度及较幼的切削宽度降低切削温度和刀具刃口的切入功夫
。凭据分歧迪胙合金资料、零件结构和加工系统刚性等成分，在通常加工钛合金资料零件时，应凭据分歧的切削宽度节造刀具的切削线速度
。

通常来讲刀具的切宽越大切削线速度越低，反之刀具切宽越幼切削线速度能够提高（见图9）
。通常情况下，粗加工切削线速度在40～80m/min，精加工切削线速度在60～20m/min
。

加工中维持适当有效的刀具包角，使得刀具的每一个有效加工齿可能最大限度地保障最长冷却功夫
。加工中维持适当、合理地刀拥有效包角，有利于提高钛合金资料的切削效能、耽搁刀具加工寿命
。刀拥有效包角，反映到切削参数上，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）
。出格要把稳的是，在加工这类资料时，尽可能预防满刀切削（即刀具的有效切入包角蹬宗180?）
。在现实加工中，刀具的切削包角每增大一倍，刀具寿命会削减30%左右（凭据分歧品牌的刀具和被加工分歧资料有所差距）
。因而，钛 合金零件铣槽加工，强烈推荐使用摆线铣加工步骤
。

3、 结语

作为专业化刀具企业的松德公司，在出产现有阻尼减振刀具、高精密镗刀和高精度刀柄系统产品的同时，致力于高机能钛合金资料加工刀具的研发和造作
。公司通过自身不休创新发展，利用多年的刀具研造、出产和利用经验，同时借助行业高科技、高机能及超微晶粒硬质合金粉末的出产伎俩和国际先进的造作技术，力求刀具基体材质、切削槽型和表表涂层的创新和加工步骤的优化，使得公司出产迪胙合金资料刀具在加工效能和刀具寿命方面，均处于国内刀具行列的前沿
。

参考文件：

[1] 赵勇庆，奚正平，曲恒磊．我国航空钛合金资料钻研近况[J].　航空资料学报，2003（10）：215-219．

[2] 王文丽. 金属切削道理与刀具[M]. 北京：北京邮电大学出版社， 2008.