鈦合金零件的高速銑削加工

　　在銑削加工中，鈦合金的一個重要特性就是熱傳導(dǎo)性極差。由于鈦合金材料的高強(qiáng)度和低熱傳導(dǎo)率，加工時(shí)會產(chǎn)生極高的切削熱(如果不加控制可高達(dá)1200℃)。熱量不是隨切屑排出或被工件吸收，而是聚集在切削刃上，如此高的熱量將大大縮短刀具壽命。

　　采用特殊的加工技術(shù)，就有可能提高刀具性能與壽命(采用正確的加工技術(shù)控制溫度，可將溫度降低到250～300℃)。

　　一、減少熱量生成

　　減小刀具與工件的徑向和軸向接合可以控制切削熱的產(chǎn)生。對于鈦合金而言，在因過熱而產(chǎn)生積屑瘤之前，對速度、進(jìn)給量、徑向和軸向接合的調(diào)整期限很短。為了達(dá)到適當(dāng)?shù)牡毒邏勖�，加工鈦合金只需最�?5%的“接合弧長”，與之相比，加工普通鋼材時(shí)接合弧長為50%～100%。減少接觸弧長可以提高切削速度，在不損失刀具壽命的前提下提高金屬切除率。

　　采用切入角為45°的刀具或減薄切屑，可增加刀具切削刃與切屑的接觸長度，從而減少局部高溫，延長切削刃壽命，同時(shí)也允許采用更高的切削速度。

　　二、刀片幾何尺寸設(shè)計(jì)

　　切削鈦合金時(shí)，采用外周磨削刀片對于最大限度地減小切削壓力以及與被加工表面的摩擦力至關(guān)重要。刀片幾何角度必須采用正角，但這還不足以確保獲得最佳性能。如果為了增強(qiáng)切削刃的第一部分而采用強(qiáng)度較高的小初始角，那么采用較大的次級角(以獲得較大的正倒棱)對于增強(qiáng)刀片抗壓性和延長刀具壽命是最佳的幾何設(shè)計(jì)。此外，輕微的鈍化也有助于保護(hù)切削刃，但鈍化尺寸必須與切削過程相協(xié)調(diào)并保持嚴(yán)格的公差。加工鈦合金時(shí)，需要利用鋒利的切削刃剪切材料，但切削刃過于鋒利容易導(dǎo)致崩刃而縮短刀具壽命。適當(dāng)?shù)拟g化可保護(hù)切削刃，避免過早崩刃。正確的刀片幾何參數(shù)可減小對刀具材料的應(yīng)力和壓力，使刀具獲得更長的壽命和提高加工效率。

　　刀體和刀片的切削角必須是正角，以獲得累進(jìn)切削效應(yīng)，并避免切削時(shí)對整個切削刃產(chǎn)生沖擊而無法獲得期望的剪切效果。如果不這樣做，工件結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生變形，使加工無法進(jìn)行。

　　三、凹腔銑削與螺旋插補(bǔ)銑削

　　在進(jìn)行凹腔銑削和螺旋插補(bǔ)銑削時(shí)，必須使用內(nèi)冷卻刀具，如果可能的話，應(yīng)采用恒定壓力的冷卻液，這對于深凹腔或深孔加工尤其重要。

　　加工深凹腔時(shí)，采用帶模塊式切削頭的高密度硬質(zhì)合金加長刀具可以提高剛性和減小撓曲變形，獲得最佳加工效果。

　　冷卻液的功能是將切屑從切削區(qū)清除，避免可能造成刀具早期失效的二次切削。同時(shí)，冷卻液還有助于降低切削刃的溫度，減少工件幾何變形，延長刀具壽命。

　　用銑刀進(jìn)行螺旋插補(bǔ)銑孔可減少刀庫中其它刀具(如鉆頭等)的使用，采用一種直徑的銑刀即可加工出不同尺寸的孔徑。

　　隨著鈦合金在航空航天工業(yè)的應(yīng)用不斷增長，支持高效加工鈦合金的切削技術(shù)也在不斷發(fā)展。由于對鈦合金零件加工能力的大量需求，那些采用最有效加工技術(shù)的車間或制造商將首先受益。