钛合金零件的高速铣削加工

　　在铣削加工中，钛合金的一个重要特性就是热传导性极差。由于钛合金材料的高强度和低热传导率，加工时会产生极高的切削热(如果不加控制可高达1200℃)。热量不是随切屑排出或被工件吸收，而是聚集在切削刃上，如此高的热量将大大缩短刀具寿命。

　　采用特殊的加工技术，就有可能提高刀具性能与寿命(采用正确的加工技术控制温度，可将温度降低到250～300℃)。

　　一、减少热量生成

　　减小刀具与工件的径向和轴向接合可以控制切削热的产生。对于钛合金而言，在因过热而产生积屑瘤之前，对速度、进给量、径向和轴向接合的调整期限很短。为了达到适当的刀具寿命，加工钛合金只需最大15%的“接合弧长”，与之相比，加工普通钢材时接合弧长为50%～100%。减少接触弧长可以提高切削速度，在不损失刀具寿命的前提下提高金属切除率。

　　采用切入角为45°的刀具或减薄切屑，可增加刀具切削刃与切屑的接触长度，从而减少局部高温，延长切削刃寿命，同时也允许采用更高的切削速度。

　　二、刀片几何尺寸设计

　　切削钛合金时，采用外周磨削刀片对于最大限度地减小切削压力以及与被加工表面的摩擦力至关重要。刀片几何角度必须采用正角，但这还不足以确保获得最佳性能。如果为了增强切削刃的第一部分而采用强度较高的小初始角，那么采用较大的次级角(以获得较大的正倒棱)对于增强刀片抗压性和延长刀具寿命是最佳的几何设计。此外，轻微的钝化也有助于保护切削刃，但钝化尺寸必须与切削过程相协调并保持严格的公差。加工钛合金时，需要利用锋利的切削刃剪切材料，但切削刃过于锋利容易导致崩刃而缩短刀具寿命。适当的钝化可保护切削刃，避免过早崩刃。正确的刀片几何参数可减小对刀具材料的应力和压力，使刀具获得更长的寿命和提高加工效率。

　　刀体和刀片的切削角必须是正角，以获得累进切削效应，并避免切削时对整个切削刃产生冲击而无法获得期望的剪切效果。如果不这样做，工件结构可能会发生变形，使加工无法进行。

　　三、凹腔铣削与螺旋插补铣削

　　在进行凹腔铣削和螺旋插补铣削时，必须使用内冷却刀具，如果可能的话，应采用恒定压力的冷却液，这对于深凹腔或深孔加工尤其重要。

　　加工深凹腔时，采用带模块式切削头的高密度硬质合金加长刀具可以提高刚性和减小挠曲变形，获得最佳加工效果。

　　冷却液的功能是将切屑从切削区清除，避免可能造成刀具早期失效的二次切削。同时，冷却液还有助于降低切削刃的温度，减少工件几何变形，延长刀具寿命。

　　用铣刀进行螺旋插补铣孔可减少刀库中其它刀具(如钻头等)的使用，采用一种直径的铣刀即可加工出不同尺寸的孔径。

　　随着钛合金在航空航天工业的应用不断增长，支持高效加工钛合金的切削技术也在不断发展。由于对钛合金零件加工能力的大量需求，那些采用最有效加工技术的车间或制造商将首先受益。