钛合金大进给铣削工艺研究
钛合金铣削仿真分析及实验研究
摘 要： 由于 良好 的综合 性 能 ， 钛合 金被 广 泛应 用 ， 钛合金 加 工性 能 差 ， 但 刀具 易磨 损 。为 了提 高钛合金
铣 削刀具 寿命 ， 设计 正 交 实验 ， 用 Ａ ｖｎＥ ｇ Ｅ 软件 对 Ｔ １ 合金 进 行 了三 维铣 削仿 真 ， 运 ｄａｔｄｅＦ Ｍ Ａ ５钛 分析 了 切 削温度 与铣 削参数 之 间的 关 系。基 于铣 削参 数 一 度 图 ， 结 合 切 屑 云 图， 出 了优 化 后 的 铣 削参 温 并 给
度仿真是研究钛合金切削的有效手段之一。另外 ， 研究 切 屑形成也是 提 高 刀具 寿命 的有 效 手段 之 一 。特别 是 高速切削时 ， 切屑类型非常重要 ， 会影响刀具寿命 、 加工 精度、 零件表 面粗糙度 等 Ｊ 。随着高速 切 削应 用越 来越 广 ， 合金切 屑形成研究 正成为一个 热点 ］ 钛 。
设 计人员 可以一 边 按装 配顺 序 动态 演示 产 品 的装 配过
是 建立 全 三 维 数 字 化 样 机 的 重 要 环 节 。作 为 Ｃ Ｄ Ａ／
屑可 以带 走大 部分 的热 量 ， 屑 形 成 情 况对 刀 具 寿 命 切
影 响很 大 。
速 度 及 每齿进 给量． 作为 实验 的 ４个 因素 ， 选取 切 削温 度 作 为试验 指 标 ， 综合 考 虑 实验 次数 及实 验 结 果 ， 平 数选 择 ３ 根 据 实 际 的加 工工 艺 ， 以在 切 削 水 ， 可
钛 合金 是一 种 综合 性 能 良好 的工 程 材 料 ， 有 比 具
为 了提 高 刀 具 寿 命 ， 文 设 计 了正 交 实 验 ， 用 本 应
钛合金的铣削加工技术
钛合金的铣削加工技术钛及钛合金因密度小、比强度高、耐腐蚀、耐高温、无磁、焊接性能好等优异综合性能，在航空航天等领域得到越来越广泛应用。
但是，钛合金的一些物理力学性能给切削加工带来了许多困难。
切削时钛合金变形系数小、刀尖应力大、切削温度高、化学活性高、粘结磨损及扩散磨损较突出、弹性恢复大、化学亲合性高等特点，因此在切削加工过程中容易产生粘刀、剥落、咬合等现象，刀具温度迅速升高，导致刀具磨损，甚至完全破坏。
正因为钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点，从20世纪50年代开始，钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。
钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一，可以减轻飞机的重量，提高结构效率。
在飞机用材中钛的比例，客机波音777为7%，运输机C-74为10.3%，战斗机F-4为8%。
但是由于钛合金价格高，耐磨性差等原因，限制了其使用领域。
近几十年以来，国内外针对航天航空应用所研究的钛合金等均取得了很大进步，许多合金也得到广泛应用。
本文针对航天航空产品中钛合金铣削加工技术进行论述，供同行们参考。
1. 钛合金简介钛是同素异构体，熔点为1 720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。
利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金。
室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：（1）α钛合金它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。
在500～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。
（2）β钛合金它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1 372～1 666MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
（3）α +β钛合金它是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。
钛合金TC4铣削试验研究
钛合金TC4铣削试验研究【摘要】：本文通过对TC4钛合金锻件进行单因素铣削实验，得出其切屑形态随着铣削深度a的增大将由紧密螺旋状逐渐变为松散状的结论。
通过铣削率模型，找到了在特定铣削速度和进给速度下，铣削钛合金的最佳深度范围，对于钛合金铣削加工具有生产指导意义。
【关键词】：钛合金；切屑形态；铣削深度；铣削体积；铣削时间；铣削率引言钛合金具有质量轻、强度高、高温性能好、耐腐蚀等许多优点.在航空航天、船舶和化工等工业部门得到广泛的应用[1]。
但由于钛合金导热系数低、摩擦因数大、弹性模量小、化学活性大、切屑与前刀面的接触面积小，使得钛合金切削加工性较差[2]。
目前TC4应用比较广泛，是以α相为主的双相合金，β相一般少于30%，其综合性能好，组织稳定，有良好的韧性、塑性和高温变形性能。
但是，在高速条件的切削力、切削温度以及刀具磨损机理等方面还有很多现象解释不清，对工件的表面质量的影响方面等问题，针对这些问题国内外学者做过很多研究。
Narutaki对钛合金TC4的切削力和切削温度进行研究得到：切削钛合金时刀具磨损并非切削力所致，而切削温度是致使钛合金难以继续切削的主要原因。
F. Klocke，N等人在分析和实验的基础上，对涂层硬质合金刀具铣削TC4的效率进行了评价，用有限元的方法对切削时的应力-应变曲线进行分析。
1试验材料及过程1.1.试验材料试验材料为TC4钛合金锻件，尺寸为290mm×192 mm×65mm，其化学成分见表1。
表1 TC4钛合金的化学成分%合金牌号成分抗拉强度σb/MPa伸长率δ/% 冲击韧性ak/104J·m-2 硬度HB 弹性模量E/106MPa 导热系/W·（m·K）-1TC4 TC4 903 10 39.24 320-360 0.111 5.441.2.试验条件与过程为研究铣削时钛合金的切屑形态与铣削深度的关系，并确定在特定铣削速度和进给速度条件下的最佳铣削深度范围，应用单因素试验方法，设计了采用25HSS的莫氏锥柄立铣刀在X5032立式升降台铣床上对试件连续铣出台阶面的实验。
β21s高强度钛合金的铣削试验研究
ａ 用硬质合 金机夹端铣刀粗铣 平面氧化 皮时切 削用量 及 ． 刀具材料 的优 选试 验 ， 目的是通过试验选择较优 的切 削用量 及 刀具材料 。刀具直径 ｑ８ ｒ ｎ齿 数 ＝４前 角 ７ ＝０～３ ， ￣０ｒ ， ｒ ， ０ ０后 角 口 。＝６～ １ 切削用 量 ： ： ８Ｉ ， 。＝２ｒｎ 工 件 ： １ 。 ａ ０ ｍｌａ ｒ ｏ ￣ ｓ 钛合金 ， 热处理状 态为 固溶处 理。试验 指标 ： 刀面磨 损平 均 后 值 Ｖ 采用逆 铣。每个试验的切 削时间 为 ２ｒｉ， Ｂ。 ０ｎ 试验 采用 ３ ｎ
（ ． ｎｉｇＵｎｖｒｉ ｆ ｒｎ ｕｉ ｎ ｓｒｎ ｕｉ 。 ｉ ｇｕＮ ｎｉｇ ２ ０ １ 。Ｃ ｉａ １ Ｎａｊ ｉ ｓ ｙｏ ｏ ａ ｔ ｓａ ｄＡ ｔ ａ ｔ ｎ ｅ ｔ Ａｅ ｃ ｏ ｓ ｃ Ｊａ ｓ ａ ｊ 。 １０ ６ ｈｎ ） ｎ ｎ （ ． ｈ ｎａ ｇＡｉ ｌ ｅＩｄ ｓｒ ｔ ．Ｃ ． ｉ ｎｎ ｈ ｎ ａ ｇ ０ ４ ｈｎ ） ２ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｒ ａ ｎ ｕｔ Ｌｄ ｏ 。Ｌａ ｉｇＳ ｅ ｙｎ 。１ ０ ３ 。Ｃ ｉａ ｐｎ ｙ ｏ １
进 行评 价 ， 并且 给 出优 选结 果 ， 实际 生产提 供 参考 。 为 关键词 ： 合金 ； 削 ； 工性 钛 铣 加 中 图分类 号 ： Ｇ ０ １ Ｔ ５ ６． 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ７—９ ８ （０ ２）６ ０ ７—０ １０ ４ ３ ２ ０ ０ —０ ９ ２
美 国 ＴＩ Ｔ公 司 于 １ ８ ＭＥ ９ ９年 研制 了 １（ ｉ ５ ｓ Ｔ 一１ Ｍｏ一
１２ 试验 结 果与 分析 ．
２７ ｂ Ａ 一０ ２ １ 金 。他 与一 般 的 ８ 合 金 相 比 ， ．Ｎ 一３ ｌ ．ｓ） 合 钛 具
钛合金材料的数控铣削加工技术研究
Ｆ ｅ 的１ ／ ５ ，ＡＩ 的１ ／ １ ４ ． 钛 合 金 的导 热 系数 更 低 ，一般
为钛 的５ ０ ％。
６ ） 弹 性模 量小 。钛 的弹 性模量 为 １ ０ ７ ８ ０ ０ ＭＰ ａ ，
约为钢 的１ ／ ２ 。
重 腔、１ ４ ０ 右 端 面减重 腔及 密封 槽 、 外 形斜 筋及 减重
腔。 为 了使 加工基 准 与工艺基 准 、 设计 基准 统一 。 把 加工基 准设定在１ ４ ０ 右 端面与￣ ７ ７ 圆柱的中心点上 。
综 上所 述 ，由于钛 合 金具 有 比重 小 、强 度 高 、 无磁 性 、耐腐 蚀 和高 温 的特 点 ，广 泛用 于船 舶 、航 空航 天 、精 密仪器 仪表 等领域 的核心零 件 。
力 大 ，容 易造 成崩 刃 。
４ ）易 产 生 表 面 加 工 硬 化 。 由 于 钛 的 化 学 活
性 大 ，易 与 各 种 气体 杂质 产 生 强 烈 的化 学 反应 ， 导 致 表 层 的硬 度 及脆 性 上 升 。在 高 温 时形 成氧 化 硬 层 ，造 成 表 层组 织 不 均 ，产 生 局 部 应 力 集 中 ， 降 低 了零 件 的疲 劳 强 度 。切 削 过程 中严 重 损 伤 刀 具 ，产生 缺 口、崩 刃 、剥落 等现象 。 ５ ）黏 刀 现 象 严重 。切 削 时 ，切 屑 及 被切 表 面
２ ）热稳 定 性好 ，高温 强 度高 。在 ３ ０ ０ ℃￣ ５ ０ ０ ￣ Ｃ
以下 ，它 的强 度约 比铝 合金 高十 倍 。
囝 圈
精 密 电 机 外 壳 光 学 镜 筒
３ ）抗 蚀性 好 。钛 合 金 在 潮 湿 大 气 和 海 水 介 质
TC4钛合金高速铣削表面粗糙度研究
TC4钛合金高速铣削表面粗糙度研究摘要：TC4 钛合金被广泛地用于航空航天等众多领域，为了提高钛合金零件的表面加工质量和加工效率，对 TC4 钛合金高速铣削表面粗糙度进行研究具有十分重要的意义。
关键词：TC4 钛合金；正交试验；切削参数；表面粗糙度；1 引言TC4 钛合金具有优良的耐腐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等优点，在航空航天等许多行业都得到广泛的应用。
从现在的行业和产品上来看，所有钛合金产品中有大约60％的产品原料为 Ti-6Al-4V，α+β 钛合金是工业上应用最多的一类钛合金。
在实际应用中，对钛合金产品的表面粗糙度要求很高，因为表面粗糙度与零件接触刚性、耐磨性以及产品的疲劳强度和振动等许多方面都存在着密切的联系，这些方面会严重影响到机械产品的使用寿命，表面粗糙度已经成为衡量表面质量的一项重要指标。
因此，研究钛合金零件的表面质量，降低表面粗糙度有着十分重要的意义。
目前，对不同型号钛合金的研究十分普遍，主要研究方法有支持向量机法、响应曲面法和正交试验法等。
在已有的采用正交试验法的钛合金表面粗糙度研究中多选择三个试验因素，而在切削加工中能够对产品表面质量产生影响的因素有很多，其中切削参数、不同零件的结构特点、刀具类型和材料、加工中随机因素等方面，特别是切削参数对产品粗糙度的会产生巨大的影响。
2 正交试验方案设计2.1 确定试验因素和水平正交试验法是一种科学地安排与分析多因素试验的方法，主要作用是能够用较少的试验次数找出不同因素及水平间的最优搭配。
进行正交试验的第一步工作就是明确试验目的，在此基础上确定试验指标，根据经验和手册选择影响因素，将同一因素设置出不同的因素水平，再将因素和水平进行合理的搭配形成正交表。
在铣削加工中最主要的切削参数有每齿进给量 fz、加工中刀具的切削深度 ap、机床的主轴转速 n 和切削宽度 ae，所以选取以上 4 个切削参数作为试验因素，根据钛合金 TC4 高速加工的生产经验和加工手册选取 4 个水平，建立正交试验表 L16（45）。
钛合金大直径孔螺旋铣削工艺优化研究
钛合金大直径孔螺旋铣削工艺优化研究随着航空航天业的发展，对制孔精度和表面质量的要求越来越高，钛合金的应用也越来越广泛，目前钛合金不仅是航空航天业必不可少的金属材料，还在医疗器械和工具、冶金、造船业等行业有着广泛的应用。
但钛合金强度高，硬度大，热导率低，切削热不易散出，造成刀具磨损严重，严重影响刀具使用寿命，加工表面质量较差且效率低下。
螺旋铣孔时的刀具运动由刀具的自转、公转、轴向进给三方面构成，刀具中心呈螺旋线轨迹，是一个以铣带钻的过程，有利于切屑排出和散热(见图1)。
该技术可大幅减少轴向力，改善制孔质量，提高制孔效率，还可通过调节偏心量方便地实现“一刀多径”，得到航空制造业的青睐。
局部放大Please upgrade to full version of Magic Zoom图1 螺旋铣孔原理图(鼠标悬浮窗口放大，单击查看放大全图)飞机装配中直径1/2″以下的孔数量最多，因此螺旋铣孔技术的研究多集中于此。
但在关键承力部位还有一定数量的大直径孔，加工十分困难。
目前，大直径孔加工通常采用钻、扩、铰等多个工序，工艺复杂，需数十把刀具，加工成本昂贵，加工效率极低，一直是飞机装配中难点之一。
以12mm 直径螺旋铣刀为例，采用正交试验和极值分析等方法进行钛合金19.05mm(3/4″)大直径的螺旋铣孔工艺研究，分析了不同参数对加工质量的影响，优化了最佳加工参数。
研究有利于推动螺旋铣孔在大直径孔加工中的应用，同时对提高飞机装配效率、降低加工成本也具有重要意义。
1 试验设备与试验设计 1.1 试验设备与材料试验所用刀具为无涂层硬质合金螺旋铣孔刀具，直径12mm ，加工孔径19.05mm ，螺旋角35°，前角8°，后角15°，刀具刃数4，采用干切削方式。
试验工件材料为钛合金板，厚度5mm ，大小为120×250mm，钛合金的物理性能和力学性能见表1。
加工中心为DMC75Vlinear 五轴数控机床，采用三向Kistler 9257A 测力仪检测切削力，检测到的信号经Kistler 5007A 电荷放大器传输、数据采集卡进行采集，由Dynoware 测力仪软件进行实时显示；采用Wenzel LH65三坐标测量仪进行孔径检测，每个孔进行四点采样获取孔径数据；粗糙度测量采用三丰粗糙度检测仪，并用超景深显微镜观察刀具磨损情况。
基于正交试验TA15钛合金铣削性能研究
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏ ｄｕｌ ａ ｈ ｎｅ Ｔｏ ｌ＆ Ａ ｕ ｏ ａ ｉ ａ ｆ ｃ ｕｒ ｎｇ Ｔｅ ｈ ｑｕ ａｒ Ｍ ｃ ｉ ｏ ｔ ｍ ｔｃ Ｍ ｎｕ ａ ｔ ｉ ｃ ｎｉ ｅ
ＮＯ． ９ Ｓ ｐ． ２ １ ｅ ０１
ｂ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉｉ ｏ ｃ ｎ ｈ ｉｉ ｇｐａ ａ ｅ ｅ ｓｔ ｅｗ ｅ ｈｅ ｍ ｌｎｇ ｆ ｒ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｍ ｌ ｎ ｒｍ ｔ ｒ ｏ ＴＡ ５ ｔｔｎ ｕ ａｌ ｙ．Ｔｈｅｍ ｉ ｉｇ ｐａ ａ ｅｅ ｓ ｍａｎ ｌ ｌ １ ｉａ ｉ ｍ ｌ ｏ ｌｎ ｒ ｍ ｔｒ ｉ－ ｌ ｌ ｎｃｕｄ ｈ ｉｉ ｇ ｓ ｅ ｍ ｉ ｉｇ ｄ ｐｔ ｍ ｉ ｉｇ ｗ ｉｔ ｎ ｅ ｄ ｅ ｇ ｇ ｍｅ ｔ Ａ ｎ ｈ ｍ ｐｉｉａ ｑ ａ ｉｎｓ ｙ ｉ ｌ ｅｔ ｅ ｍ ｌ ｐｅ ｄ， ｌ ｅ ｈ， ｌ ｎ ｄ ｈ ａ ｄ ｆ ｅ ｎ ａ ｅ ｎ ． ｌ ｎ ｌ ｎ ｌ ｄｔ ｅｅ ｒｃ ｌｅ ｕ ｔｏ
时 铣 削 力 随铣 削 速 度 、 齿 进 给 量 、 削 深 度 和 铣 削 宽 度 四 个 因 素 变 化 的 规 律 ， 过 多 元 线 性 回 归 分 每 铣 通
析得 出铣 削力 的经验 公 式 ， 通过 单 因素 试验 验 证 了该 公 式 的正 确 性 ， 究 结果 对 指 导钛 合 金 材 ｄ ｒｖ ｄ ｂ ｈ ｅ ｒ ｓ ｉｎ ａ ｌ ｉ， ｎ ｈ ｑ ａ ｉｎｓａ ｅｔ ｓ ｅ ｏ ｂｅｃ ｒｅ ｔｂ ｈｅ ｆｔ ｅ ｍｉｌ ｏ ｃ ｒ ｅ ｉｅ ｙ ｔ ｅｒ ｇ ｅ ｓｏ ｎａｙｓｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｕ ｔｏ ｒ ｅ ｔ ｄ ｔ ｏ ｒ ｃ ｙ ｔ ｎ ｉ
ｆ ｃ ｕ ｌ ｙ． ｎ ｔ ｓ ｐａ ，ｔ ｒ ｈｏ ｏ ａ ｘ ｒｍ ｅ ｓ ａ ｅ ｍ ａ ｅ ｔ ｎａｙｚｅ ａ ｄ ｃ ｎｓ ｒ ｔ ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｏ ｓ ｐｓ ａ ｅ ｑ ａｉ ｔ Ｉ ｈｉ ｐｅ ｒ ｈｅ ｏ ｔ ｇ ｎ ｌｅ ｐ ｅ ｉ ｎｔ ｒ ｄ ｏ ａ ｌ ｎ ｏ ｔ ｕｃ ｈ ｅａ ｉ ｎ ｈｉ
钛合金的切削加工工艺研究
钛合金的切削加工工艺研究摘要：钛合金具有密度小、强度高、耐高温等优良特性，在航空航天以及其他方面得到广泛的应用，但由于其加工难度大、切削效率低、刀具寿命短而影响了它的应用。
本文通过对钛合金材料的特性及切削性能的分析，通过生产中的实例，对其车削和铣削工艺方法进行了工艺研究，同时对不同批次的材料加工的零件，出现色差的问题进行了分析。
关键词：钛合金实例色差分析1、引言钛合金是一种典型的难加工材料，其加工特性主要表现在以下几个方面：（1）钛合金强度高，硬度大，所以要求加工设备功率大，刀具应有较高的强度和硬度。
（2）切屑与前刀面接触面积小，刀尖应力大。
（3）钛合金摩擦因素大，导热系数低。
刀具与切屑的接触长度短，切削热积聚于切削刃附近的小面积内而不易散发。
这些因素使得钛合金的切削温度很高，造成刀具磨损加快，并影响加工质量。
（4）由于钛合金弹性模量低，切削加工时工件回弹大，容易造成刀具后刀面磨损的加剧和工件变形。
（5）钛合金高温时化学活性很高，容易与空气中的氢氧等气体杂质发生化学反应，生成硬化层，进一步加剧了刀具的磨损。
（6）钛合金切削加工中，工件材料极易与刀具表面黏结，加上很高的切削温度，所以刀具容易产生扩散磨损和黏结磨损。
2、生产中管类零件切削加工工艺分析2.1 管类零件的加工工艺图1是某管类零件的结构图，该零件的材料选用的是TA2 M的钛合金钢管。
材料规格是φ63×3.5×130，每根坯料可做一件。
在加工过程中，根据该零件的要求，用车削和铣削的方法即可完成。
其加工的工艺规程如图2所示。
零件最后成型属于薄壁零件，在进行加工时，为了保证零件的几何尺寸满足使用要求，加工时不变形。
所以，车削和铣削时都要用芯棒装夹。
而铣削时是第二次装夹，为了减小铣削后的接刀痕，在进行芯棒装夹时，其间隙应尽量的小。
铣削完成后，用锉刀和砂皮将接刀痕打掉。
2.2 刀具材料的选择加工钛合金的刀具材料应具备如下性能：高温状态下的化学稳定性；足够的强度和韧性；良好的热传导性。
钛合金切削加工研究
钛合金切削加工研究摘要：通过此次研制对材料的加工性能从理论知识和实际两个方面有了更深的了解，拓宽了解决实际问题的思路，对钛合金铸件有了一定的了解，掌握了一些加工技术，对车削、铣削、热处理、化学镀镍等工种有了进一步的认识，积累了一定的经验，对加工中出现的问题，提出了具体的有效的解决方法。
在此基础上确定了合理的工艺路线，不断探索，持续发展。
关键词：研制；性能；工艺路线；改进一绪论钛合金分为三类，即α钛合金、β钛合金和（α+β）钛合金。
α钛合金是α相固溶体组成的单相合金，主要加入了α稳定元素，如Al、Ca、Ce为稳定α相的置换性元素，O、C为稳定α相的间隙性元素。
α钛合金的耐热性高于纯钛，抗氧化能力强，组织稳定；在500～600°C温度下，强度及抗蠕变能力高，但不能进行热处理强化，其典型牌号有TA7、TA8等，较易进行切削加工。
β钛合金是β相固溶体组成的单相合金，主要加入了β稳定元素，如V、Mo、Nb、Ta等元素溶入β相中。
这类合金在加热到β相区淬火后，能保持β相同溶体组织。
未经热处理即具有较高的强度。
淬火、时效后使合金得到进一步强化。
但其热稳定较差，切削加工性差，其典型牌号有TB1、TB2。
（α+β）钛合金由α和β双相组成，既添加有α稳定元素，也添加有β稳定元素，如Cr、Co、Fe、Ni、Mn等β共析性元素，可稳定β相。
Sn、Zr两种元素在α和β相中都具有相当大的固溶性，是有效的强化剂。
这类合金组织稳定，高温变形性能好，韧性、塑性好，能进行淬火、时效使合金强化，热处理后的强度比退火状态提高50%～100%，高温强度也高，可在400～500°C温度下长期工作，热稳定性仅次于α钛合金，切削加工性能优于β钛合金，其典型牌号有TC1、TC4、TC9等。
二钛合金性能特点钛合金性能特点如下：1、钛合金密度小，强度高，其比强度大于超高强度钢2、钛合金热稳定性好，高温强度高。
在300～500°C温度下，其强度约比铝合金高10倍3、钛合金在潮湿大气和海水介质中工作，其抗腐蚀性远优于不锈钢，对点湿、酸湿、应力腐蚀的抵抗力很强。
TC11钛合金高速铣削的表面粗糙度与表面形貌研究
钛合金作为典型的高强度合金材料，以其优异 的综合力学性能、低密度以及良好的耐蚀性，在航空 航天及军事上得到了广泛的应用。但是钛合金的切
收稿日期：2010-08-30 基金项目：国家自然科学基金（ 50975237，51005184 ） ，国家科技重大
专项（ 2009ZX04014-053） 和西北工业大学科 技 创新基金 项目（ 2008KJ02018） 资助 作者简介：姚倡锋（ 1975 － ） ，副教授，博士，研究方向为难加工材料 切削工艺技术和多轴数控加工技术，chfyao@ nwpu． edu． cn
以航空发动机整体叶盘、叶片类零件用钛合金 TC11 为研究对象，开展高速铣削工艺，如冷却方式、 刀具参数和切削参数等，对加工表面粗糙度和表面 形貌的影响研究。
1 表面完整性、表面粗糙度及表面形貌 为描述和评价机械加工表面，美国金属切削研
究协会 1964 年首次提出了表面完整性概念。表面 完整性是指控制加工工艺形成的无损伤或强化的表 面状态。其涵盖两个重要的内容：
2011 年 9 月 第 30 卷 第 9 期
机械科学与技术 Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering
September 2011 Vol． 30 No． 9
TC11 钛合金高速铣削的表面 粗糙度与表面形貌研究
姚倡锋
姚倡锋，张定华，黄新春，杨振朝，任军学
（ Key Lab of Contemporary Design and Integrated Manufacturing Technology，Ministry of Education， Northwestern Polytechnical University，Xi'an 710072）
钛合金零件化学铣切工艺研究及应用
钛合金零件化学铣切工艺研究及应用摘要】化学铣切（简称化铣）工艺是利用化学溶液与金属产生化学反应，借助有效的保护措施，使零件不需要的部分金属腐蚀溶解，从而达到对表面形状复杂,加工精度要求高的零件精密加工的目的。
本文着重阐述了钛合金化铣工艺过程中的铣切速率、铣切量及影响因素，同时也对化铣过程控制的注意事项进行了相关说明。
【关键词】钛合金；化学铣切；铣切速率；铣切量1 前言钛及钛合金是一种高速发展着的新型结构材料，具有作为航空、航天的金属材料最需具备的耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐疲劳、耐断裂以及质轻的优良性能[1]。
但其热导率不好，机械加工中产生的热量不易扩散，容易造成刀具的磨损及零件的烧蚀，特别对于形状复杂、薄壁的零件机械加工难度更大，在实际生产中存在很多问题[2]。
如何解决这个问题，以提高钛合金零件的成品合格率，这给工艺技术人员提出了新的课题。
为此，采用化铣代替传统的机械加工是一种行之有效的方法。
与一般机械加工方法相比，化铣加工工艺有以下特点：1）对一般机械加工方法难以加工或无法加工的薄壁、易变形、大面积的零件，只要生产设备允许，无论零件材料的状态如何，都可以采用化铣的方法加工；2）不产生切削应力，零件不会变形；3）生产效率高，一次可以加工多个零件；4）适应性强，设备简单，投入少，对新品零件或试制零件，使用化铣方法可以大大缩短加工周期[2]。
2 实验钛合金化铣溶液通常由腐蚀剂HF、氧化剂HNO3、辅助剂（NH2）2CO组成。
其中腐蚀剂HF起到腐蚀溶解钛的作用；氧化剂HNO3起到抑制氢的生成及剥离零件表面腐蚀产物的作用；辅助剂（NH2）2CO起到提高化铣溶液使用寿命减少NO生成的作用[2]。
2.1 腐蚀剂在钛合金化铣溶液中HF是腐蚀剂，它发生如下反应：4 化铣工艺过程主要的工艺过程为：零件的表面清洗→涂覆防护层→刻形→化学铣→去挂灰→去除防护层→检验4.1 零件的表面清洗零件的表面清洗流程：有机溶剂除油→水基清洗剂清洗→热水洗→冷流水洗→水膜检查→热水洗→干燥零件的表面清洗是一个很关键的工序，如果清洗不干净，将会导致涂覆的保护层结合力变差，溶液渗入非化铣表面影响产品质量。
钛合金切削加工技术研究进展
钛合金切削加工技术研究进展摘要：钛合金具有比强度高、热强性好、耐腐蚀性高的特点，因此在航空领域得到广泛应用。
本文首先简要描述了钛合金相对其他金属材料的优势和其在航空领域的应用现状，然后从材料特性方面综述了其切削加工性的特点。
最后，根据钛合金加工过程中高温、高粘的特性优选刀具结构及材质，叙述了钛合金切削工艺研究现状。
关键词：钛合金；刀具；工艺钛及钛合金是国防、经济和技术发展的战略要素，它们被称为战略金属，21世纪的第三代金属，广泛应用在航空发动机和飞机制造业。
同其他金属结构材料比较，其具有三个显著优点：比强度高、热强性好、耐腐蚀性高。
金属钛及其合金作为结构材料具有许多吸引人的特性，但它们也有一个主要缺点，即初始成本较高。
其中，造成钛合金零件价格高的原因有很多，加工成本是主要原因之一。
因钛合金材料黏性大、温度高极易造成刀具磨损，为减小刀具损耗，往往加工速度比普通钢件低50%，如何优选加工刀具，提高钛合金材料的加工效率，成为钛合金切削加工领域的难题。
一、钛合金在航空领域的应用在航空制造领域的选材方面，通常从这几个方面入手：1、能够减轻飞机的重量。
钛合金具有较高的比强度(强度密度比)，使其拥有较低的密度(比钢低50%)和机械性能。
例如，在起落架结构中，由于钛合金具有更好的强度密度比，用钛合金替代高抗拉强度钢材可显著减轻重量。
2、具有抗腐蚀性。
与钢不同，钛合金不存在腐蚀问题，从而降低了定期维护成本，提高了资产利用率。
3、能够承受飞机在高速飞行中产生的热载荷。
钛合金的热膨胀系数不到铝合金的一半，比钢低约75%。
即使在较小的温度范围内，钢或铝合金的热膨胀系数也可能导致部件变形甚至断裂，钛合金则不会出现这种情况。
目前最为典型的钛合金材料Ti-6Al-4V合金，它是1954年美国研制成功的，由于它的耐热性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，成为钛合金工业中使用量高达75%~85%的钛合金，现在仍是航空应用的主体，其他许多钛合金都可以看作是Ti-6Al-4V的改型。
钛合金高效铣削技术
钛合金高效铣削技术钛合金零件的铣削同其它难加工材料的相同之处是，会由于切削速度很小的提高而导致刀具切削刃的较快磨损。
不同之处在于，由于钛合金的强度高、粘性大,切削中更容易在切削区产生和积聚热量，加之导热性差，在大切除量的铣削时，有引起燃烧的危险。
这就是铣削钛合金零件，一定不能选择高切削速度的原因。
但是，钛合金零件加工的速度还是可以提高的。
即切削速度保持不变时，通过提高金属去除率的方法提高零件加工速度。
实现这一目标不包括使用更大功率或高档机床，而是配备能够充分发挥现有机床切削功能的刀具，它同时还能够对机床的某些不足，如刚性差等进行补偿。
Kennametal公司便是一家专注于钛合金铣削工艺试验研究的著名刀具制造商。
公司里有一位曾经接待过许多咨询钛合金铣削技术用户的技术顾问、铣削产品经理Brian Hoefler先生。
本文重点介绍了他在钛合金铣削方面的丰富经验。
为什么钛合金的铣削会引起人们的特别关注呢？至少有两个原因，第一，钛合金主要用于高档零件，不仅用于制造飞机机身和发动机零件，而且用于制造医疗器械中的许多零件。
特别对于某些壮大中的美国制造企业，必须向高档产品转移，会经常遇到钛合金零件铣削的技术难题。
另一个原因是，不是每一个车间都可以实现高进给速度加工，所以钛合金铣削中在材料难以加工，或加工过程中切削速度不高时，通过什么途径才能达到高效率加工成了急待解决的问题，引起制造商的高度重视。
在切削速度受到限制时，选用插铣进行零件粗加工是一个能显著提高金属去除率的最有效方法。
用插铣法粗加工，铣刀沿Z 轴方向进刀。
显示在左图中的刀具都可使用这种方法。
这种方法不只是能保证更多的切削刃同时切削，而且同时能极好地发挥高刚性机床高效率加工的优点。
用插铣法粗加工CAM的实例，是Mastercam/CNC软件的一大优势使用高韧性刀具切削刀具材料的正确选择将是实现钛合金高效铣削加工的第一个重要问题，Hoefler先生说。
硬质合金刀具可以是一种正确的选择，而且机加车间经常习惯于把硬质合金当作最好的切削刀具材料，尤其在几乎所有的困难加工中，通常都选择硬质合金。
数控加工钛合金TC18的铣削参数优化研究
数控加工钛合金TC18的铣削参数优化研究在现代制造业中，钛合金由于其优异的性能，如高强度、高耐腐蚀性和良好的高温性能，被广泛应用于航空航天、医疗和汽车等领域。
其中，钛合金 TC18 是一种常见的钛合金材料。
然而，钛合金的加工难度较大，尤其是在数控铣削过程中，选择合适的铣削参数对于提高加工效率、保证加工质量至关重要。
钛合金 TC18 的材料特性给数控铣削带来了诸多挑战。
它的导热性差，导致在加工过程中热量容易积聚，从而加速刀具磨损。
其化学活性高，容易与刀具材料发生化学反应，进一步影响刀具寿命。
此外，钛合金的强度高，加工时切削力大，对机床和刀具的刚性要求较高。
铣削参数主要包括切削速度、进给速度、切削深度和切削宽度等。
这些参数的选择直接影响到加工效率、加工质量和刀具寿命。
切削速度过低会导致加工效率低下，过高则会使刀具迅速磨损。
进给速度过小会延长加工时间，过大则可能影响加工表面质量。
切削深度和切削宽度的选择需要综合考虑工件的形状、尺寸和机床的性能。
为了优化数控加工钛合金 TC18 的铣削参数，首先需要进行大量的实验研究。
实验设计是关键的一步，可以采用正交实验法、单因素实验法等。
正交实验法能够在较少的实验次数内获得较为全面的参数组合效果，单因素实验法则可以更深入地研究某个特定参数的影响规律。
在实验过程中，需要对加工后的工件进行详细的测量和分析。
测量的指标包括表面粗糙度、加工精度、残余应力等。
表面粗糙度是衡量加工表面质量的重要指标之一，通常使用粗糙度仪进行测量。
加工精度可以通过三坐标测量机等设备进行检测。
残余应力的测量则需要借助专门的应力测量仪器。
通过对实验数据的分析，可以建立铣削参数与加工质量、刀具寿命之间的数学模型。
常见的建模方法有回归分析、人工神经网络等。
回归分析能够建立较为简单直观的数学表达式，便于工程应用。
人工神经网络则具有更强的非线性拟合能力，但计算较为复杂。
在实际加工中，还需要考虑机床的性能和刀具的特点。
钛合金高速铣削技术的基础分析
钛合金高速铣削技术的基础分析摘要：自旋转圆刀片和圆弧底刃铣刀是目前解决钛合金高速粗加工铣削的两种铣削方式。
自旋转圆刀片在刀具寿命和轴向铣削厚度上具有较好的适应性；圆弧底刃大进给铣刀可以适应更高的每齿进给量和铣削速度。
随着制造业对钛合金零件需求量的增加，大进给铣削钛合金有望获得进一步的发展和应用。
关键词：钛合金；高速铣削；技术；基础引言自旋转圆刀片和圆弧底刃铣刀是目前解决钛合金高速粗加工铣削的两种铣削方式。
自旋转圆刀片在刀具寿命和轴向铣削厚度上具有较好的适应性；圆弧底刃大进给铣刀可以适应更高的每齿进给量和铣削速度。
随着制造业对钛合金零件需求量的增加，大进给铣削钛合金有望获得进一步的发展和应用。
1.钛合金高速铣削简述铣削主要是为提高金属切除率,以提高生产率和缩短加工时间而开发的一种粗加工方法。
大进给铣削的原理是：采用较小的轴向切削深度，通常不超过2mm，产生较薄的切屑，这些切屑能从切削刃上带走大量切削热。
大进给铣削的每齿进给量通常可高达常规铣削的5倍以上。
这种铣削方式可减少产生的切削热,从而延长刀具寿命，并提供更高的金属切除率,比传统铣削方式快约1至3倍。
能取得这个效果的关键在于把浅的轴向切削深度和高的每齿进给量成对使用,在降低切削温度延缓刀具磨损的同时，还获得了更高的金属加工去除率。
而在实际操作中，是一种有望在大径向铣削宽度的情况下，在较高材料去除率的同时，并跨越lOOm/min的钛合金高速铣削速度门槛的钛合金铣削方式。
2.钛合金铣刀的设计2.1结构设计槽型的开发，切削钛合金时,在第三变形区内，刀具和工件界面磨损比较严重，同时，由于钛合金比强度高，切削过程中的切屑和切削力也需要重点控制。
针对上述状况，采用成型磨削技术,优化槽型设计,兼顾大的容屑、排屑空间、刀具刚性和锋利的刀具前角。
切削钛合金时，切屑变形系数小于1，对于铣削而言，造成切屑较宽或卷曲不够充分，排屑阻力较大；前刀面磨损。
在刀具芯厚不变（即刚性不变的情况下，刀具的槽底加宽很多，容屑空间增大,排屑阻力减小，刀具磨损变缓。
大进给铣削TC21钛合金的刀具磨损试验研究
大进给铣削TC21钛合金的刀具磨损试验研究史琦;李亮;何宁;赵威【摘要】Tool wears are studied with macro-analysis and micro-analysis method in high feed milling of titanium alloy TC21. From the macro-analysis, it can be seen that tool wears in rake face and lfank face are not uniform and the serious worn area is near the maximum cutting depth. From the micro-analysis, much attached tita-nium alloy, cracks with different distance between adjacent ones and breakage are found in both faces.%对大进给铣削TC21钛合金时的刀具磨损形态进行了宏观和微观分析：由宏观来看，大进给铣刀的前、后刀面磨损不均匀，其磨损严重区域在最大切深附近；由微观来看，大进给铣刀的前、后刀面都有大量的钛合金粘附物、间距不等的热裂纹和刀具材料的剥落出现。
【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P52-54,58)【关键词】钛合金;大进给;铣削;刀具磨损【作者】史琦;李亮;何宁;赵威【作者单位】南京航空航天大学机电学院;南京航空航天大学机电学院;南京航空航天大学机电学院;南京航空航天大学机电学院【正文语种】中文钛合金因其优越的综合使用性能而被广泛地应用到各个领域[1]。
TC21是我国自主研发的一种高强度钛合金，具有很好的高温性能（高温静强度、持久性能），同时还具有结构钛合金很好的服役性能，如疲劳强度、腐蚀环境疲劳、腐蚀环境裂纹扩展、应力和温度负载疲劳及裂纹扩展等性能达到了设计使用要求。
钛合金高速铣削刀具刃口设计与优化研究
钛合金高速铣削刀具刃口设计与优化研究钛合金作为一种重要的结构材料，具有良好的机械性能和耐高温性，因此在航空航天工业、汽车制造、医疗器械等领域得到广泛应用。
然而，钛合金的高硬度、高强度和低导热性导致其难以加工，特别是在高速铣削过程中容易导致刃口磨损和断裂。
因此，对钛合金高速铣削刀具刃口的设计和优化研究具有重大意义。
一、刃口设计的要求在钛合金高速铣削过程中，刃口设计的要求主要包括以下几个方面：1. 刃口材料选择：钛合金高速铣削刃口的选材应考虑刃口的硬度、韧性和耐磨性。
通常采用高硬度的WC-Co、WC-TiC-TaC刃材。
2. 刃口几何参数的优化：刃口几何参数包括前角、刃前角、切割沟槽角、后角等。
这些参数的选择与钛合金的特性、加工条件、加工方式等密切相关。
通过调整这些参数，可以改善刀具的切削性能和寿命。
3. 刃口涂层的选择：通过选择适当的涂层材料和涂层结构，可以提升刃口的耐磨性和耐热性，延长刃口的使用寿命。
通常采用TiN、Al2O3等涂层材料。
4. 刃口结构的优化：刃口的结构参数如刃口宽度、切削刃数、螺旋角等，对刀具的切削性能和寿命有重要影响。
通过优化这些参数，可以提高刃口的切削效率。
二、刃口设计与优化方法为了设计和优化钛合金高速铣削刀具刃口，可以采用以下方法：1. 数值模拟与仿真：利用有限元软件对切削过程进行仿真分析，可以得到刃口与工件之间的相互作用力、切屑形成与排除等信息。
通过模拟和分析不同刃口参数对切削性能的影响，可以得到最优的刃口设计方案。
2. 实验测试与参数优化：通过实验测试，可以得到不同刃口设计参数下的切削力、表面粗糙度、切削温度等数据。
通过改变不同参数的组合，可以找到最佳的刃口设计方案。
3. 数学建模与优化算法：通过建立刃口设计的数学模型，并应用数学优化算法，可以得到最优的刃口设计参数。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群优化算法等。
三、刃口设计与优化案例以下是一个钛合金高速铣削刀具刃口设计与优化的实例：在实验测试中，选择了常用的WC-Co刃材，通过仿真分析和实验测试得到了不同刃口几何参数下的切削力和加工表面粗糙度数据。
不同介质下钛合金高速铣削时铣削力的研究
1 引言目前，绿色切削主要是指干式切削和准干式切削。
干式切削的应用范围目前还比较有限，而完全湿加工又有诸多不足。
若将两者的优点相互结合，既可满足加工要求，又可将干式切削的费用降低至最低，并可取得与完全干式加工相同的效果。
将这种介于湿式切削与干式切削之间的加工技术称为准干式切削(Near Dry Machining-NDM)加工或最少切削液加工(Minimal Quantities of Lubricant-MQL)。
目前完全干式切削加工更多地用于铸铁材料的高速加工中，最近几年，欧洲几家公司用干切削高速加工灰口铸铁件取得很大成功。
但从目前的文献来看，完全干式切削应用于钛合金高速铣削中还未见先例。
准干式切削主要用于铸铁材料、钢和铝合金的加工中，对于难加工材料的准干式切削研究较少。
一些日本公司在喷氮切削技术发展中做了大量的工作，开发了直接从空气中分离氮气的氮气制气装置并与机床相配，应用结果表明，以氮气作切削介质替代切削液，最大的优点包括：(1)克服了切削液造成的环境污染问题；(2)刀具磨损比干切削大大降低；(3)加工精度高，表面粗糙度稳定；(4)减轻摩擦，降低切削负荷；(5)安全加工镁合金(镁粉遇水会发生燃、爆等安全问题)；(6)使用成本低于切削液。
现将在干铣削、氮气油雾和空气油雾介质下开展钛合金高速铣削力的试验研究，本文即探索上述条件下铣Array削力的变化规律。
2 试验方案图1 立铣刀结构图和铣削示意图刀具选用Walter硬质合金镶齿立铣刀，牌号为ZDGT150416R-K85 WMG40，未涂层，直径25mm，刀尖圆角半径r=1.6mm，两齿，见图1。
分别在干铣削、空气油雾和氮气油雾介质下开展高速铣削铁合金TC4的单因数铣削力试验研究。
3试验结果分析1.径向切深a e变化对枕削力的影响试验参数：v c=190m/min,a p=5mm,f z=0.1mm/z，分别测量a e=0.5,1,2,3,4,5mm时的铣削力，试验结果见图2。
数控加工钛合金TC18的铣削参数优化研究
ｉ 己为
、 ： 。
１２ ． 目标 函 数
而 且 大 大 降 低 了 数 控 加 工 的 效 率 ， 接 影 响 了企 业 的 直
效益。
优 化 切 削 参 数 ， 为 了在 保 证 加 工 质 量 的 前 提 下 ， 是
提 高 加 工 效 率 。 面 粗 糙 度 是 衡 量 表 面 质 量 的 一 个 重 表 要 指 标 。 材 料 去 除 率 常 用 来 作 为 衡 量 加 工 效 率 的 标 而 准 。 此 ， 出 了 以 表 面 粗 糙 度 总 和 材 料 去 除 率 ｐ 作 因 提
钛 合 金 被 称 为 继 铁 、 之 后 的 第 三 金 属 材 料 ， 航 铝 在 空 航 天 、 工 业 、 油 ５ 业 等 领 域 被 广 泛 地 使 用 。 是 核 石 １ ２ 但 其 硬 度 高 、 性 模 量 低 、 热 性 差 等 特 点 使 铣 削 加 工 质 弹 导 量差 、 率 低 。 效
（ ）＝Ｒ ） （ ／ ＋１ ｚ ） ／［ Ｑ（ ］ （ ５）
收 期五 １ 月 一 、 稿日 ００ ～ 年３
温 度 研究 ［】机 械 科 学 与技 术 ，０ ６ ２ （ ）３ ９— ３ ． Ｊ． ２０ ，５ ７ ：２ ３ ２
技术［】航空制造技术 ，０ ７ ７ ：６— ８ Ｊ． ２ ０ （ ）４ ４ ． ［ ］ 韩荣第 ， ４ 张悦． 采用气体射流冷却润滑绿色切削技术的研
佳 平衡 关 系。
关键 词 ： 面 粗 糙 度 材 料 去 除 率 铣 削 参数 优 化 加 工 质 量 加 工 效 率 表 中 图 分 类 号 ：Ｈ１ １Ｔ ５ ７ Ｔ ６ ；Ｇ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ０— ９ ８ ２ １ ）８— ０ ５— ２ １０ ４ ９ （０ ０ ０ ０ ５ ０
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钛合金铣削加工的技术要点 newmaker
与其他大多数金属材料加工相比，钛加工不仅要求更高，而且限制更多。
这是因为钛合金所具有的冶金特性和材料属性可能会对切削作用和材料本身产生严重影响。
但是，如果选择适当的刀具并正确加以使用，并且按照钛加工要求将机床和配置优化到最佳状态，那么就完全可以满足这些要求，并获得令人满意的高性能和完美结果。
传统钛金属加工过程中碰到的许多问题并非不可避免，只要克服钛属性对加工过程的影响，就能取得成功。
钛的各种属性使之成为具有强大吸引力的零件材料，但其中许多属性同时也影响着它的可加工性。
钛具备优良的强度-重量比，其密度通常仅为钢的60%。
钛的弹性系数比钢低，因此质地更坚硬，挠曲度更好。
钛的耐侵蚀性也优于不锈钢，而且导热性低。
这些属性意味着钛金属在加工过程中会产生较高和较集中的切削力。
它容易产生振动而导致切削时出现震颤；并且，它在切削时还容易与切削刀具材料发生反应，从而加剧月牙洼磨损。
此外，它的导热性差，由于热主要集中在切削区，因此加工钛金属的刀具必须具备高热硬度。
稳定性是成功的关键所在
某些机加工车间发现钛金属难以有效加工，但这种观点并不代表现代加工方法和刀具的发展趋势。
之所以困难，部分是因为钛金属加工是新兴工艺，缺少可借鉴的经验。
此外，困难通常与期望值及操作者的经验相关，特别是有些人已经习惯了铸铁或低合金钢等材料的加工方式，这些材料的加工要求一般很低。
相比之下，加工钛金属似乎更困难些，因为加工时不能采用同样的刀具和相同的速率，并且刀具的寿命也不同。
即便与某些不锈钢相比，钛金属加工的难度也仍然要高。
我们固然可以说，加工钛金属必须采取不同的切削速度和进给量以及一定的预防措施。
其实与大多数材料相比，钛金属也是一种完全可直接加工的材料。
只要钛工件稳定，装夹牢固，机床的选择正确，动力合适，工况良好，并且配备具有较短刀具悬伸的ISO 50主轴，则所有问题都会迎刃而解——只要切削刀具正确的话。
但在实际铣削加工中，钛金属加工所需的条件不容易全部满足，因为理想的稳定条件并不总是具备。
此外，许多钛零件的形状复杂，可能包含许多细密或深长的型腔、薄壁、斜面和薄托座。
要想成功加工这样的零件，就需要使用大悬伸、小直径刀具，这都会影响刀具稳定性。
在加工钛金属时，往往更容易出现潜在的稳定性问题。
必须考虑振动和热
非理想环境还包含其它因素，其中之一就是大多数机床目前装配的是IS0 40主轴，如果高强度地使用机床，就无法长时间保持新刀状态。
此外，如果零件结构较复杂的话，通常就不易有效夹紧。
当然挑战还不止于此，切削工序有时必须用于全槽铣、侧削或轮廓铣削，所有这
些都有可能(但并非必定)产生振动及形成较差的切削条件。
重要的是，在设定机床时，必须始终注意提高稳定性以避免振动趋势。
振动会造成刀刃崩碎、刀片损坏并产生不可预见和不一致的结果。
一种改进措施便是采用多级夹紧，使零件更靠近主轴以有助于抵消振动。
由于钛金属在高温下仍能保持其硬度和强度，因而切削刃会遭遇高作用力和应力，再加上切削区中产生的高热，就意味着很可能出现加工硬化，这会导致某些问题产生，特别是不利于后续切削工序。
因此，选择最佳的可转位刀片牌号和槽形是加工能否取得成功的关键。
过去的历史证明，细晶粒非涂层刀片牌号非常适用于钛金属加工；如今，具有PVD钛涂层的刀片牌号更可大大改进性能。
精度、条件和正确的切削参数
刀具轴向和径向上的跳动精度也很重要。
例如，如果未将刀片正确地安装到铣刀中，则铣刀周围的切削刃会迅速损坏。
在切削钛金属时，其它一些因素，例如刀具制造公差不良、磨损和刀具受损、刀柄有缺陷或质量差、机床主轴磨损等等，都会在很大程度上影响到刀具寿命。
观察结果表明，在所有加工表现不佳的案例中，80%都是由这些因素所造成。
尽管大多数人喜欢选用正前角槽形刀具，但事实上稍带负前角槽形的刀具能以更高的进给去除材料，并且每齿进给量可达0.5mm。
但是这同时也意味着必须保持最佳稳定状态，即机床应非常坚固，且装夹应极其稳定。
除进行插铣(最好使用圆刀片)之外，应尽量避免使用90主偏角，这样做通常有助于提高稳定性和获得总体性能，当在浅切深下使用时尤应如此，在进行深腔铣时，一种值得推荐的做法是通过刀具接柄而使用长度可变的刀具，而不是在整个工序中使用单一长度的长刀具。
调整切削参数以克服因降低每齿进给量而引起的振动是传统的解决方法，但这种方法并不恰当，因为它会对刀具寿命和切削性能产生灾难性影响。
可转位刀片需要一定量的切削刃倒圆，以增加切削刃强度和获得更好的涂层粘附力。
在铣削钛金属时，要求刀具至少以最小的进给量工作——通常为每齿0.1mm。
如果仍有振动趋势，则刀片损坏或刀具寿命缩短问题将不可避免。
可能的解决方法包括精确计算每齿进给量，并确保它至少为0.1mm。
另外也可降低主轴转速，以达到最初的进给率。
如果使用最小的每齿进给量，而
主轴转速却不正确，则对刀具寿命的影响可高达95%。
降低主轴转速通常可提高刀具寿命。
一旦确立了稳定工况，就可相应地提高主轴转速和进给量来获得最佳性能。
另一种做法是从铣刀中取出一些刀片或选择含刀片较少的铣刀。
(end)。