鈦（tài）合金結構件的加工難點以及弱剛性結構加工變形影響因素（sù），從機床的選用、刀具的（de）選用、有效的冷卻等幾個方麵提出了弱剛性結構件加工變形的控製方法。鈦合金材料具有輕質，高強度、耐高（gāo）溫等優異性能（néng），如：用TC18鈦合金代替高強度結構鋼用於（yú）起落架，可實現飛機結構減重15%左右，因（yīn）而在（zài）國外先進飛機的主承力件（jiàn）大量（liàng）使用了新型高強（qiáng）度鈦合金，如：美國的B-1轟炸機（jī）的（de）機體（tǐ）結構材料（liào）中，鈦合金約占21%；俄羅斯的伊爾-76飛機用鈦量達到了機體結構重量的12.5%，從發展趨勢看，歐美各國對於鈦合金的使用（yòng）量正在逐（zhú）漸增加，同時也表明（míng）大（dà）量使用鈦合金，特別（bié）是一些新（xīn）型鈦合金已成為航空設計的發展（zhǎn）方向。但是航空航產（chǎn）品大多采用薄壁零件，其結構相對複雜，精度要求高，由於（yú）壁薄造成（chéng）零件剛度較差，在切削力的作用下，易產生加工彎曲變形，壁（bì）厚尺寸上下不一致、導（dǎo）致超差。目前（qián）企業中常用（yòng）的（de）方法是在精加工反複銑削，由於鈦合金導熱係數小，彈性模量低（約為鋼的1/2），化學活性高（gāo），較小（xiǎo）的餘量根本就無法（fǎ）銑削掉，往往產生“少切”現（xiàn）象，為了保證零件（jiàn）尺寸隻能靠手工打磨，大大增加了零件的（de）加工周期，且（qiě）有可能使零件表麵（miàn）產生過燒現象（xiàng）。

一.鈦合金結（jié）構件零件的切削加工（gōng）解決方案

影（yǐng）響鈦合金弱剛性（xìng）結構加工的主要（yào）因素有（yǒu）：機床剛性，刀具的選用、工藝參數（shù）、有效的（de）冷卻等。在加工過程中，各種因（yīn）素作用，交（jiāo）互影響，變形誤差的累積致使加工出的弱剛性結構件超差，加工變形（xíng）難以控製。

2.1 機床的選用

機床-夾具-刀（dāo）具（jù）的係y剛（gāng）性要好，機床各（gè）部件間的（de）間隙要調整好，主軸徑向跳動要小，盡量采用（yòng）這樣機床。

2.2 刀具的選用

切削生產率的提高主要是發展和應用新型的（de）刀具材料（liào）的結果。過去幾（jǐ）十年裏，切削刀具有了很大（dà）的發展，包括硬質（zhì）合（hé）金（jīn）塗層，陶瓷，立方氮化硼，多晶金剛石。這些用來加工鑄鐵、鋼和高溫合金是有效的。但是沒有一種刀具能夠改善鈦合金的切削（xuē）加工性，這是因為切削鈦合金的（de）刀具（jù）材料（liào）要求具（jù）有非常重要的性能，這（zhè）些包括：1）良好的熱硬性以（yǐ）抵抗很高的應力；2）良好的導熱（rè）性以降低熱梯度和熱衝擊；3）良好的化（huà）學惰性（xìng）以降低與鈦發（fā）生化學反應的趨勢；4）良好的（de）韌性和抗疲勞（láo）能力以適應切屑（xiè）分割過程。在（zài）幾乎所有的（de）鈦合金切削加工過程中，碳化鎢類（WC/co）硬質合金刀具被認為是性能最（zuì）好的。一些試驗表（biǎo）明所有的硬質合（hé）金塗層刀具（jù）其磨損率大於那些未塗層的刀具。雖然（rán）現在的陶瓷刀具質量已經（jīng）得到了提高並且越來（lái）越多的用於加工難切削材料，尤（yóu）其是那些高溫（wēn）合金（例如鎳基高溫合（hé）金），但是由於其導（dǎo）熱性能差、斷裂韌性低並且與鈦發生反應，所以他們並沒有取代硬質合金和高速鋼。超硬切（qiē）削（xuē）刀具材料（立方氮（dàn）化硼和（hé）多（duō）晶金剛石）在切削鈦合（hé）金（jīn）時的磨損率低，因而顯示出良好的性能。

鈦合金弱剛性結構件銑削過程存在的（de）主要（yào）問題是薄壁的（de）銑削變形問題。由於鈦（tài）合金的彈性模量低，而切削力相對較大，所以（yǐ）薄壁在銑削過（guò）程中受到銑削力的作用很容易產生讓刀變形，其結果是加（jiā）工後薄壁的實際厚度大（dà）於理論厚度。解決這一問題應該是盡可能的減小（xiǎo）在銑（xǐ）削過程中薄壁所受的來自於垂直（zhí）被加工表麵方向的造成薄（báo）壁讓刀變形的力。

2.3 切削液

鈦合金具有強度高、抗（kàng）氧化性、耐高溫等提點，在滿足高性能使用要求的同時，也給切削加工帶來了很多的（de）難題。在切（qiē）削鈦合金時，為了（le）降低切削溫度，應當向切削區域澆注大量的以冷卻（què）為主的切削液，用以把刀刃（rèn）的（de）熱量帶走和衝走切屑，以降低切削力。因此對切削液的要求是導熱係數大、熱容量大、流速快、流量大。冷卻最好的方法就是（shì）高壓冷卻法（fǎ），切削液流量不小於15～20L/min。一般使用（yòng）的切削液有三類，即水或（huò）堿性溶液，水基可溶性油質溶液和非（fēi）水可溶性油質溶液（yè）。

二.鈦合金結構件切削（xuē）加工的難點

1.1 切削溫度高

因為鈦合金材料的（de）導熱係數小（約為鋼的1/3～1/6），在加工鈦合金時（shí）易產生高（gāo）的切（qiē）削溫度。在相同條件下，加工鈦合金產生的切削熱比相同鋼要高1倍多，加（jiā）工產生的熱量很難通過工件釋放。鈦合金比熱係數小，加工時局（jú）部溫度上升快，因（yīn）此易造（zào）成刀具瞬時溫度過高，使得刀（dāo）尖會（huì）急劇磨損，以至於發生過燒（shāo）現象。

1.2 切削抗力大

切削鈦合金時的切削力與（yǔ）切削鋼時的切削力基本相當，因此在切（qiē）削過程中消耗的能量相同或者略低於鋼。但是在切削鈦合金時，主切削刃（rèn）附近（jìn）的應力（lì）非常高。這可能是由於在切削鈦（tài）合金時前刀麵上的刀屑接觸（chù）區域通常很小（大約（yuē）是在相同條件下切削（xuē）鋼的1/3），較大的切削應（yīng）力導致工件在（zài）加工過程中出現讓刀的現象，加工出的（de）工（gōng）件尺寸不協（xié）調。

1.3 弱剛性結構的震顫

震顫（chàn）是加（jiā）工鈦合金弱剛性結構件時需要克服（fú）的一個重要問題，尤其是在（zài）精加工的時候，鈦合金很低的彈性模量是切（qiē）削過程中引起振動的首要原因。當受到切（qiē）削（xuē）力時，鈦合金的變形（xíng）量是碳鋼的兩倍。後刀麵與被加工麵的回彈量發生摩擦產生振動，同（tóng）時也產生了很高的切削溫度（dù）。切削鈦合金時很高的動態切削力是造成震顫的（de）部分原因，其數值可以達到靜態力的30%以上，這是（shì）由於鈦（tài）合金切屑形成（chéng）過程中的塑性剪切過程造成的。由於切削震顫的影（yǐng）響（xiǎng），銑（xǐ）削後的工件表麵質量很難達到精度要（yào）求。