為什么我們認(rèn)為鈦合金是一種難加工材料,？由于對(duì)其加工機(jī)理和現(xiàn)象缺少深入的認(rèn)識(shí),。
1．鈦加工的物理現(xiàn)象
鈦合金加工時(shí)的切削力只是略高于同等硬度的鋼，但是加工鈦合金的物理現(xiàn)象比加工鋼要復(fù)雜得多,，從而使鈦合金加工面臨巨大的困難,。
大多數(shù)的鈦合金的熱導(dǎo)率很低，只有鋼的1/7,，鋁的1/16,。因此,，在切削鈦合金進(jìn)程中產(chǎn)生的熱量不會(huì)迅速傳遞給工件或被切屑帶走,，而集聚在切削區(qū)域,，所產(chǎn)生的溫度可高達(dá)1 000℃以上,，使刀具的刃口迅速磨損,、崩裂和生成積屑瘤,，快速出現(xiàn)磨損的刀刃,，又使切削區(qū)域產(chǎn)生更多的熱量,，進(jìn)一步縮短刀具的壽命,。
切削進(jìn)程中產(chǎn)生的高溫同時(shí)破壞了鈦合金零件的表面完整性,，導(dǎo)致零件幾許精度下降和出現(xiàn)嚴(yán)峻減少其疲勞強(qiáng)度的加工硬化現(xiàn)象,。
鈦合金的彈性對(duì)零件性能來(lái)說(shuō)可能是有益的，但是在切削進(jìn)程中,，工件的彈性變形是產(chǎn)生振動(dòng)的重要原因,。切削壓力使“彈性”的工件離開刀具和反彈，從而使刀具與工件之間摩擦現(xiàn)象大于切削作用,。摩擦進(jìn)程也會(huì)產(chǎn)生熱，加重了鈦合金導(dǎo)熱性不良問(wèn)題,。
加工薄壁或環(huán)形等易變形零件時(shí)，這個(gè)問(wèn)題就更加嚴(yán)峻,，將鈦合金薄壁零件加工到預(yù)期的尺寸精度不是一件容易的事,。由于隨著工件資料被刀具推開時(shí),，薄壁的局部變形已經(jīng)超出彈性范圍而產(chǎn)生塑性變形,，切削點(diǎn)的資料強(qiáng)度和硬度明顯添加,。此刻，按照原先確定的切削速度加工就變得過(guò)高,，進(jìn)一步導(dǎo)致刀具急劇磨損,。
“熱”是鈦合金難加工的“罪魁禍?zhǔn)住保?/span>
2. 加工鈦合金的工藝訣竅
在理解鈦合金加工機(jī)理的基礎(chǔ)上,，加上以往的經(jīng)驗(yàn),，加工鈦合金的主要工藝訣竅如下：
(1) 采用正角型幾許形狀的刀片，以減少切削力,、切削熱和工件的變形。
(2) 堅(jiān)持恒定的進(jìn)給以避免工件的硬化，在切削進(jìn)程中刀具要始終處于進(jìn)給狀態(tài),，銑削時(shí)徑向吃刀量a e應(yīng)為半徑的30%。
(3) 采用高壓大流量切削液，以保證加工進(jìn)程的熱穩(wěn)定性,，防止因溫度過(guò)高導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞,。
(4) 堅(jiān)持刀片刃口鋒利,，鈍的刀具是熱集結(jié)和磨損的原因,，容易導(dǎo)致刀具失效,。
(5) 盡可能在鈦合金最軟的狀態(tài)加工,，由于淬硬后資料變得更難加工,，熱處理提高了資料的強(qiáng)度并添加刀片的磨損,。
(6) 使用大的刀尖圓弧半徑或倒角切入,，盡可能把更多的刀刃進(jìn)入切削,。這可以減少每一點(diǎn)的切削力和熱量,，防止局部破損,。在銑削鈦合金時(shí)，各切削參數(shù)中切削速度對(duì)刀具壽命vc的影響最大,，徑向吃刀量（銑削深度）ae次之,。
3. 從刀片入手處理鈦加工難題
鈦合金加工時(shí)出現(xiàn)的刀片溝槽磨損是后面和前面在沿切削深度方向上的局部磨損,，它往往是由于前期加工留下的硬化層所形成的,。刀具與工件資料在加工溫度超過(guò)800℃的化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散，也是形成溝槽磨損的原因之一,。由于在加工進(jìn)程中，工件的鈦分子在刀片的前面積聚,，在高壓高溫下“焊接”到刀刃上,，形成積屑瘤。當(dāng)積屑瘤從刀刃上剝離時(shí),，將刀片的硬質(zhì)合金涂層帶走,，因此，鈦合金加工需要特殊的刀片資料和幾許形狀,。
4. 適合鈦加工的刀具結(jié)構(gòu)
鈦合金加工的焦點(diǎn)是熱,，很多高壓切削液要及時(shí)準(zhǔn)確地噴射到切削刃上,，才能夠快速地將熱量移除。市場(chǎng)上有專門用于鈦合金加工的銑刀獨(dú)特結(jié)構(gòu),。