鈦合（hé）金材料加工在機測量難點解析及測頭刀具結構

為什麽我（wǒ）們會認為鈦合金（jīn）是一種難加工材（cái）料？因為對其加（jiā）工（gōng）機理（lǐ）和現象缺乏深入了（le）解。

01

“熱”是鈦合金難（nán）加工的“罪魁禍首（shǒu）”。

加工鈦合金時的切削力隻比同（tóng）硬度的鋼略高，但（dàn）加工（gōng）鈦合金的物理現象比加工鋼複雜得多（duō），這（zhè）就使鈦合金的加工麵臨很大（dà）的困難。

大多（duō）數鈦合金導熱係（xì）數低，隻（zhī）有（yǒu）鋼的1/7，鋁的1/16。因此，切削鈦合（hé）金（jīn）過程中產（chǎn）生的熱量不會很快傳遞到工件上或被切屑（xiè）帶走，而是聚集在切削區，產（chǎn）生（shēng）1 000℃以上的溫度，使刀具的切削刃（rèn）磨損、開裂並（bìng）產生碎屑，磨損的切削刃會很快出現，使切削區（qū）產生（shēng）更多的熱量，進一步縮短刀具的壽（shòu）命。

同時，切削過程中（zhōng）產（chǎn）生的高溫破壞了鈦合金零件的表麵完整性（xìng），導致零件的幾何（hé）精度下降和加（jiā）工硬化現（xiàn）象，嚴重降低了其疲勞強度。

鈦合金的彈性可能有利於（yú）零件的性能，但工件的彈性（xìng）變形是切削過程中產生振動的重要原因（yīn）。切削壓力使“彈性（xìng）”工件離開刀具並（bìng）反彈，使刀具與工件之間的摩擦力大於切削效果。摩擦過程還會（huì）產生熱量，加劇（jù）了鈦合（hé）金導熱性差的問題。

當加工（gōng）薄壁（bì）或環形（xíng）可變形（xíng）零件時，這個問題更（gèng）為嚴（yán）重。將鈦合金薄壁零件加工到預期（qī）的（de）尺寸精度並（bìng）不容易。由於工件材料被刀具推（tuī）開，薄壁的局（jú）部變形已超過彈性範圍，產生塑性變形（xíng），切（qiē）削點的材（cái）料強度和硬度明顯（xiǎn）增（zēng）加。此時按照原來的切（qiē）削速度，加工變得（dé）過高，進一步導致刀具的急劇磨損。

02

加工鈦合金（jīn）的技術訣竅

在了解鈦合金加（jiā）工機（jī）理的基礎上，結合以往（wǎng）的經驗，加工鈦合金的主要工（gōng）藝訣竅如下:

(1)采（cǎi）用正角（jiǎo）度幾何形狀的刀片，減少切削力、切削熱及工（gōng）件變形。

(2)保持恒定的進給量，以免工件硬化。在切割過程中，刀具應始（shǐ）終處於進給狀態。在銑（xǐ）削過程中，徑向進給a e應為半徑的30%。

(3)采用（yòng）高壓大流（liú）量切削液，保證加（jiā）工過程的熱穩定性，防止高溫引起的工件表麵變質和刀具損壞。

(4)保（bǎo）持刀片刃口鋒利，鈍器是積熱磨損的原（yuán）因，容易（yì）導致刀具失效。

(5)盡量在（zài）鈦合金最軟的狀態下加（jiā）工，因為材料（liào）硬（yìng）化後變得更難（nán）加工，熱處理提高了材料的強度，增加了刀片的磨損。

(6)使用較大的刀尖（jiān）圓（yuán）弧半徑或倒角切入，以切盡可（kě）能多的刀片（piàn）。這樣可以（yǐ）減（jiǎn）少各點的切削力和（hé）熱量，防止局部損壞。銑削鈦合金時，在所有切削參數中，切削速度（dù）對刀具壽命vc的影響（xiǎng）最大，其次是（shì）徑向刀具進給量(銑削深（shēn）度)ae。

03

從葉（yè）片上解決鈦加工難題

鈦合金加工中的刀片槽磨損是（shì）前後切削深度方向（xiàng）的局部磨（mó）損，往往（wǎng）是（shì）由於前（qián）一次加工留下的硬化層造成的。加工溫度超過800℃時刀具與工件材料之間的化學反應和擴散也是造成溝槽磨損的原因之一。

因為在加工過程中，工件的鈦（tài）分子堆積在刀片前（qián）方，在高壓高溫（wēn）下（xià）“焊接”到刀片上，形成切（qiē）屑（xiè）團塊。當碎片團從刀刃上剝落時，它帶走了刀（dāo）片（piàn）的硬（yìng）質合金塗層。因此，鈦合金加工需要特殊的葉片材料和幾（jǐ）何形狀（zhuàng）。

04

適用（yòng）於鈦加工的工具結構

鈦合金加工的重點是（shì）熱量，必須及時準確地（dì）在切削（xuē）刃上噴灑大（dà）量的（de）高壓切削液，才能快速排除熱量。市場上有專門用於鈦合金加工的獨特結構的銑刀。