钛合金的数控加工工艺
典型薄壁零件数控铣削加工工艺
典型薄壁零件数控铣削加工工艺数控铣削是一种高精度、高效率的数控加工方法，广泛应用于模具、航空航天、船舶、汽车、电子、仪器仪表等行业。
在零件加工中，薄壁零件因其结构特殊、加工难度大，对加工工艺要求较高。
本文将针对典型薄壁零件的数控铣削加工工艺进行介绍和分析。
一、工件材料及加工要求1. 工件材料：典型薄壁零件常用的材料有铝合金、钛合金、不锈钢等，材料硬度一般在28-45HRC之间。
2. 加工要求：薄壁零件加工一般要求表面光洁度高、尺寸精度要求高、壁厚薄、结构复杂等特点。
二、数控铣削工艺分析1. 工艺方案选择：根据零件的结构特点和加工要求，选择合适的数控铣削刀具和切削参数。
对于铝合金等材料，一般选择硬质合金刀具，切削参数选择合适的进给速度和转速。
2. 夹紧方式选择：薄壁零件加工时，应选择合适的夹紧方式，避免加工过程中因变形而影响加工质量。
一般可采用夹具夹紧或磁力吸盘夹紧等方式，根据零件尺寸和形状特点选择合适的夹紧方式。
3. 切削力控制：在数控铣削过程中，控制切削力对薄壁零件加工至关重要。
要合理选择切削参数和刀具几何角度，降低切削力，避免引起零件变形和加工质量不稳定。
4. 节渣处理：薄壁零件加工过程中，切屑容易产生，特别是在高速切削时更为显著。
应采取合适的节渣方式，避免切削刀具堵塞，影响加工质量。
5. 冷却润滑：在数控铣削过程中，及时有效的冷却润滑对加工质量和刀具寿命有着重要影响。
对薄壁零件加工，更需要合理选择喷淋位置和冷却润滑液的使用方式，以防止零件变形和表面质量不稳定。
6. 加工精度控制：薄壁零件加工时，对尺寸精度和表面质量要求较高。
在数控铣削过程中，应严格控制切削参数，采取合适的刀具路径和切削刀具轨迹，避免因加工过程中引起加工质量问题。
7. 加工工艺优化：针对典型薄壁零件的形状特点和加工要求，应综合考虑工艺方案和加工工艺优化，在保证加工质量的前提下，提高加工效率和降低成本。
例如采用高速切削、干法加工等新技术，以提高加工效率和节约成本。
典型轴类零件的数控车加工工艺
典型轴类零件的数控车加工工艺一、背景数控加工技术是目前制造业发展的重要支撑技术，也是提高零件制造效率、质量和准确性的重要工具。
传统机床加工方式需要人工操纵，操作难度、精度较低，同时也容易出现人为因素的质量问题，这些缺陷限制了很多轴类零件的加工速度和精度。
而数控车床能够自动地进行加工，具有自动化、高效率、精度高、稳定性好等优点，在轴类零件加工中得到了广泛应用。
二、数控车加工工艺1.材料准备轴类零件的加工材料一般为铁、铜、铝、钛合金等金属材料。
在加工前需对材料进行预处理，由于材料性质不同，预处理方法也不同。
如铁材料的冷拔、酸洗、锻造等；铜材料的冷拔、酸洗、电解抛光等；铝材料的伸展加工、电解抛光等。
加工前需要对材料表面进行清洁处理，以保证后续的加工质量。
2.使用CAD绘制CAD是计算机辅助设计，可以对零件进行三维绘制，使得加工过程更加精确和高效。
先根据客户需求或者样品设计好3D模型，可以对其进行编辑和修改达到理想的设计要求，完成绘制后可直接用于数控机床加工操作。
3.G代码的编辑和生成G代码是数控机床的命令代码，也是数控机床运作的命令指令。
在CAD绘制完成后，需要对生成的模型进行切割、编程，根据机床的行动方式，确定好每一次运动的轨迹和速度参数，最后生成G代码，设置运动参数等。
4.编写数控程序编写数控程序，对加工过程所用的每个工具和刀具进行编程，制定加工程序，还要设计切削参数，如切削深度、切削速度和进给速度等。
5.开始加工经至上工序准备后，将加工程序通过U盘、网络等方式导入到数控铣床中，开始加工操作。
加工过程中，不断地监测和调整加工参数，确保加工质量和加工效率，同时合理避免刀具的磨损和损坏。
6.零件尺寸检测在加工完毕后进行零件尺寸检测，通过得到的数据与CAD 绘制的三维模型进行比对，确保产品技术指标的合格。
三、数控车加工工艺的优势1.自动化程度高传统机床需要人工操作，而数控机床具有自动化程度高、生产效率高等特点，减轻了工人的劳动强度，并能够持续、精确、高速地加工零件。
简述钛合金材料的机械加工工艺
简述钛合金材料的机械加工工艺【摘要】钛合金材料具有抗蚀性能好、力学性能佳、强度高、质量轻等优点，因此被广泛应用，但钛合金材料也具有硬度高、塑性低、导热系数低、弹性模量低等缺点，所以钛合金材料的切削加工性能较差。
为此，本文就钛合金材料的机械加工工艺进行介绍。
【关键词】钛合金材料机械加工切削加工1 引言钛合金材料具有诸多优缺点，而其缺点包括硬度高、塑性低、导热系数低、弹性变形大、弹性模量低等。
因此，钛合金加工过程，导热系数小定会使材料的切削温度过高；比热小定会使材料的局部温升过快，进而降低刀具的使用寿命；弹性模量低定会加剧材料表面的加工回弹，进而导致刀具磨损或者崩刃；高温环境里，化学活性强定会加剧其与氮、氢、氧间的化学作用，进而增加机械加工的难度。
此外，钛合金加工过程，切削条件、刀具材料、切削加工时间均会对切削加工的综合效率造成影响，因此钛合金材料切削加工过程，必须对相关方面进行严格控制。
2 钛合金材料的机械加工工艺钛合金材料的机械加工工艺种类繁多，比如电火花加工、铣削、车削、磨削、钻削、攻丝等。
钛合金材料的机械加工过程，刀具材料、切削液、加工工艺参数、刀具几何参数均属重要的影响因素，因此必须予以高度重视。
（1）切削液。
钛合金材料的切削加工过程，切削液的使用既能降低刀刃的热量，也能冲走切屑，进而实现切削力的降低，可见切削液的使用必须合理，如此方能实现零件加工表面质量以及生产效率的改善。
目前，常用的切削液包括非水溶性油质溶液、水基可溶性油质溶液、水或碱性水溶液三种。
（2）刀具材料。
由前文可知，钛合金材料具有硬度高、塑性低、导热系数低的缺点，因此加工过程势必表现出切削温度高、切削力度大的特点，进而加剧刀具的磨损以及降低刀具的使用寿命，可见所选刀具材料必须具有耐磨性高、硬性强的特点。
目前，常用的刀具材料包括高速钢牌号、硬质合金牌号、涂层刀具（抗粘结性能强、抗氧化性能强、耐磨性好等）、立方氮化硼刀具（热硬性高、硬度高等）、聚晶金刚石刀具（硬度高、耐磨性高、导热性高、摩擦系数低等）五种。
钛合金盒体的数控加工工艺研究
钛 合 金盒 体 的数 控加 工 工艺 研究
王再 尧 赵 永 红 张 宁键
（ 中国电子科技 集 团公 司第三十八 研 究所 ， 安徽 合 肥 ２ ０ ８ ） ３０ ８ 摘 要： 针对 钛合金 材料 的难加 工特性 、 以及数 控加 工参数 的选 择 等工 艺难 题 。 通过 反 复试 验 总 结对数 控 加 工参 数 、 数控 编程技 术 、 刀具材 料和参 数进行优 选 ， 采用低 转速 、 速进给 、 快 小切 削量 和涂层 硬质合 金
１９ ９ ９．
［ ］ 几华 ， ３徐 王珉 ， ３０ 等．０ Ｍ钢制 内螺纹冷挤压研究［ ］ 航空学报 ，９３ Ｊ． １９
用 也越来越 多 ， 而难加 工 的 特性 在 一定 程 度 上 又制 约 了其发展 ， 特别是 对加工 刀具 提 出了非常苛 刻 的要 求 。
钛合金 材料 属不 易加工材 料 ， 刀具 的选 用 、 路 刀具
径、 加工参 数 的匹配性 不 当 ， 会 加剧 刀 具磨 损 ， 生 就 产
４ １ ／ｍ 、 １３５ｇｃ 比强度 ／ ｏ比合 金 钢高 。 同样载 荷 条 件下 ， 比强 度高 的材 料可 以减 轻 产 品的 重量 。钛 合 金
ｒ ｍｅｅ ｒ ｐｔ ｚ ｄ ｂｙ ｒ ｐ ａ ｅ ｒａｓ ａ ｔｒａ ｅ ｏ ｉ ｅ ｅ ｅ ｔｄ ｔｉｌ ．Ｐａｔｐ ｏ ｅ ｓｎ ｅ ｈ ｃ ｒ ｑｕｒ ｍｅ ｔ ｒ ｅ ｌ ｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｍｉ ｒ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｔｃ ｎｉ ｅ ｉｅ ｎ ｓ ａｅ ｒ ａｉ ｄ ｂ ｓｎ ｈ ｚ ＮＣ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｔ ｏ ｆｓｏ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｍｅｈ ｄ ｏ ｌ ｗ—ｓ ｅ ｄ ｏ ｅ ｏｕ ｉ ｎ，ｒ ｐ ｄ ａ ｐ ｏ ｃ ｐ ｅ ｆｒｖ ｌｔｏ ａ ｉ ｐ ｒ ａ ｈ，ｍｉ ｉ ｍ ｕｔ ｎ ｕ ｐ ｔａ ｄ ｃ ａｅ ｎ ｍｕ ｃ ｔ ｇ ｏ ｔ ｕ ｎ ｏ ｔ ｄ ｉ
钛合金加工
钛合金加工钛合金加工是一种高级金属加工工艺，用于将钛合金材料加工成各种形状和尺寸的零件或产品。
钛合金具有优异的力学性能、耐腐蚀性能和高温性能，因此广泛应用于航空航天、船舶制造、化工、医疗器械等领域。
本文将介绍钛合金加工的工艺流程、常见的加工方法和注意事项。
一、钛合金加工的工艺流程1. 材料准备：选择合适的钛合金材料，包括纯钛和钛合金。
钛合金的成分可以根据具体需求进行调整，以满足不同的性能要求。
2. 材料切割：将钛合金材料切割成所需的形状和尺寸。
常用的切割方法包括锯切、激光切割和水刀切割等。
3. 热处理：对切割后的材料进行热处理，以提高材料的硬度和耐磨性。
热处理过程包括加热、保温和冷却等步骤。
4. 成型加工：将热处理后的材料进行成型加工，包括冷冲压、热冲压、挤压和锻造等。
这些工艺可以将钛合金材料加工成各种复杂的形状和结构。
5. CNC加工：采用计算机数控(CNC)加工技术对钛合金进行精密加工。
这种加工方法可以实现高精度、高效率的加工，适用于制作钛合金零件的高要求。
6. 表面处理：对加工完成的钛合金零件进行表面处理，以提高其装饰性和耐腐蚀性。
常用的表面处理方法包括阳极氧化、喷砂和化学镀等。
7. 装配和检测：将加工和处理完毕的钛合金零件进行装配，并进行质量检测。
这些检测方法包括外观检查、物理性能测试和化学成分分析等。
二、常见的钛合金加工方法1. 机械加工：包括车削、铣削、钻孔和车床加工等。
这些方法适用于加工大尺寸和复杂形状的钛合金零件。
2. 焊接：钛合金的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊和激光焊等。
在焊接过程中，需要注意保护气氛和控制焊接温度，以确保焊接质量。
3. 粉末冶金：将钛合金粉末制成复杂形状的零件。
这种方法可以实现高精度、高效率的生产，适用于批量生产钛合金零件。
4. 热等静压：将钛合金粉末经过高温和高压的作用，使其烧结成密实的零件。
这种方法可以得到高致密度、高强度的钛合金零件。
5. 化学加工：例如化学刻蚀、电解抛光和化学蚀刻等方法，用于对钛合金零件进行表面清洁和加工处理。
钛合金小型模锻件的加工
1 序言在航空钛合金加工领域，超过70%的小型零件（定义为轮廓最大尺寸≤200mm）采用模锻技术制作毛坯。
如何利用先进的数控加工替代老旧的常规加工，实现小型模锻件的高效优质数控加工，成为当前钛合金加工面临的主要问题。
2 工模锻件结构分析和技术要求2.1 模锻件结构分析图１所示模锻件余量最小处为左侧外形，对比样板后测量约为4mm；余量最大处为内形底角处，对比零件数模测量约为22mm。
模锻件拔模角度为8°，端头处由上至下余量分布为4～12mm，余量不均匀，属于典型的不规则模锻件。
图1 模锻件2.2 零件技术要求零件材料为TA15 M，轮廓尺寸为64mm×152mm×44mm。
零件腹板两侧均为双曲面，厚度分别为3.1～3.25mm和2.1～2.2mm；缘条厚度分别为2mm、3mm和4mm，除4mm处公差为±0.15mm外，其余公差均为±0.12mm，属于典型的薄壁角盒零件。
2.3 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析是指在满足使用要求和设计要求的前提下，分析加工制造的可行性和经济性的过程[1]。
该零件的结构工艺性分析如下。
1）零件的内槽和缘条之间的转角大小以及内槽和腹板之间的底角大小决定了刀具的选择，将直接影响零件的加工工艺性。
零件底角和转角尺寸如图2所示，底角有R4mm、R8mm两种规格，转角也有R4mm、R8mm两种规格，转角、底角规格不统一，无法使用单规格刀具完成精加工，后续工艺安排时应结合加工方案充分考虑刀具选择。
图2 零件底角和转角尺寸2）零件的外形、腹板尖角处存在多处双曲面，三坐标加工困难，即使通过编程指令实现加工，零件表面质量也相对较差，加工效率也会受到影响。
且零件局部厚度＜3mm，属于薄壁部位，相对于三坐标行切，使用五坐标摆刀加工更能保证零件厚度要求，后续选择设备时应充分考虑。
3）毛坯结构应便于装夹、加工。
分析该角盒毛坯特点，两侧余量不均匀，较高一侧外形余量4～12mm，预留加工凸台最少需要3mm（压点位置）加切断凸台使用的刀具直径值，显然该毛坯余量不满足预留凸台的条件；若使用压制零件本身加工，则加工过程中需要多次窜动压板，实现铣刀的躲避，而零件自重较小，窜动压板、多次装夹必然导致零件窜动，严重影响零件的加工稳定性，存在较大安全风险；观察毛坯，不属于典型的四方或者六方零件，使用虎钳加工的可能性极低。
数控车床薄壁件加工技巧和方法
数控车床薄壁件加工技巧和方法一、概述薄壁件是指壁厚小于2mm的机械零件，具有重量轻、节省材料、结构紧凑等特点。
数控车床是现代加工制造业中应用广泛的设备，对于薄壁件的加工具有独特优势。
本文将重点介绍数控车床在薄壁件加工中的技巧和方法，以提高加工效率和产品质量。
二、材料选择与装夹方式1.材料选择：薄壁件常用的材料有铝合金、钛合金、不锈钢等，这些材料具有较好的塑性和切削性能。
在选择材料时，应充分考虑其物理性能和加工工艺性。
2.装夹方式：针对薄壁件易变形的特点，应采用合适的装夹方式，如真空吸附、专用夹具等，以保证工件在加工过程中保持稳定。
三、刀具选择与切削参数优化1.刀具选择：针对薄壁件的加工特点，应选用锋利、耐磨的刀具，如硬质合金刀具、涂层刀具等。
同时，刀具的几何参数对切削力、切削热等方面都有影响，应根据工件材料和加工要求进行合理选择。
2.切削参数优化：切削参数的合理选择对于薄壁件的加工至关重要。
应综合考虑切削深度、进给速度、切削速度等参数，以减小切削力、切削热对工件的影响，防止工件变形。
四、加工技巧1.轻切快走：在加工过程中，应采用轻切快走的加工方式，以减小切削力对工件的影响。
同时，合理使用切削液，降低切削温度。
2.分层加工：对于厚度较大的薄壁件，可以采用分层加工的方式，减小各层之间的切削力，避免工件变形。
3.工艺优化：在编制加工程序时，应充分考虑工件的形状、材料特性等因素，合理安排粗加工、半精加工和精加工的顺序，以提高加工效率和产品质量。
4.热处理：在加工过程中，可对工件进行适当的热处理，以提高其硬度和耐磨性。
同时，合理安排热处理工艺参数，防止工件变形或开裂。
5.检测与修正：在加工过程中，应定期检测工件的尺寸和形位公差，如有偏差应及时修正。
同时，对加工过程中出现的问题进行分析和总结，不断优化加工方法和工艺参数。
五、结论通过以上分析可知，数控车床在薄壁件加工中具有独特优势。
在实际生产中，应根据具体情况选择合适的材料、装夹方式、刀具和切削参数。
典型薄壁零件数控铣削加工工艺
典型薄壁零件数控铣削加工工艺一、加工工艺概述在现代机械加工中，数控铣削技术已经成为广泛采用的一种加工方式。
它具有高效率、高精度、高稳定性等诸多优点，能够满足各种复杂形状的零部件加工需求。
而在制造业中，薄壁零件的加工一直以来都是一个难点，因为它们具有较大的面积，容易发生振动和变形，导致加工质量不佳。
因此，采用数控铣削加工工艺来生产薄壁零件，显得尤为重要。
1. 材料准备首先需要选定适合薄壁零件加工的材料，一般采用铝合金、镁合金、钛合金等轻合金材料。
然后进行材料的切割、碾磨等预处理工作，以优化后续加工的效果。
2. CAD制图在进行数控铣削加工前，需要对零件进行三维模型设计，以制定详尽的加工工艺方案。
在CAD制图过程中，需要考虑加工精度、表面质量、加工时间等多个因素，确定好各种加工参数，包括加工路径、刀柄发生器等。
3. CAM编程在CAD制图完成后，需要进行CAM编程，将机器指令和实际加工过程相一致。
在CAM编程中，需要考虑加工路径，以及刀柄进给速度、切削进给速度等参数，调整加工节奏和刀具尺寸等。
4. 加工调试CAM编程完成后，需要先进行一次加工调试。
调试过程中，需要不断调整加工参数，以充分发挥数控铣削加工的优势，并保证加工精度和表面光洁度达到标准要求。
5. 实际加工过程综合考虑加工条件、切削速度、进给速率等因素，进行实际的数控铣削加工。
在加工过程中，需要密切关注加工状态，调整加工参数，以保证产品精度和表面质量。
三、关键问题控制1.加工稳定性的控制薄壁零件加工面积较大，容易发生振动和变形，因此需要掌握加工稳定性的控制方法。
首先要选择合适的工件夹持方式，确保工件在加工过程中不产生任何变形。
同时，合理设计加工刀具尺寸和结构，采用具有高刚性的刀具，以提高加工精度和稳定性。
2.表面光洁度的控制薄壁零件加工表面质量要求较高，表面光洁度是一个很关键的指标。
因此，在加工过程中需要选用具有高刚度、高切削能力的刀具，并适当降低装夹紧密度，避免过度压缩，从而保证零件表面光滑克服表面氧化和氧化皮的形成。
薄壁盘环类钛合金件数控车削技术
（ ）工 艺流 程 ２
扩 张体 ：锻件 一 粗 车小 端 一 粗 ＋ ＋
车 大端一 探伤 一 半 精 车 小 端一 半精 车 大端 ～ 自然 时 ＋ 效一 精 车小端 一精 车大 端一检 验 。
收缩体 ：锻件一 粗 车 大 端 一 粗 车 小 端 一 探 伤 一 半精 车 大端一 半 精 车 小 端一 自然 时效 一 精 车大 端 一
生变 形 ，从 而 影 响 工 件 的 尺 寸 精 度 。② 受 热 变 形 ： 因工 件较 薄 ，加 上 钛 合 金 导热 性差 ，切 削 热 会 引 起
工件 热变 形 使 工 件 尺 寸 难 以控 制 。③ 振 动 变 形 ：在 切 削力 （ 别 是 径 向切 削 力 ） 的作 用 下 ，易 产 生 振 特
工序号 ０ ５
１ ０
１ ５
图３ 所示 外 螺 纹 联 接 工 装 工 作 原 理 ：用 自定 心
卡盘夹 紧 圆盘工 装 外 圆一 车 圆盘 端 面 见 光 一 用 四个 均 布 内六角 圆柱 头 螺 钉 压 紧 外 螺 纹 联 接 环一 按 工 序
工序 名称 备 Ｔ １ 锻件 Ｃ１ 粗车小端
咄
薄壁盘环类钛合金件数控车削技术
西 安航 天 动 力 机械 厂 （ 西 陕 ７ ０２ ） １０ ５ 阎 天 成 件装 夹 变形 ，提 高工 件 定 位 精 度 和 装 夹 效 率 ；合 理
选 择标 准 刀具 ，通过 优 化 走 刀 路 径 和 切 削 用 量 ，保 证 产 品数 控加 工质量 和加 工效 率 。
— ＼
２
图 １ 盘环类钛合金
盘环类薄壁件加工一般采用数控车削，为此要
对工 件 的装 夹 、刀 具 用 量 以及 加工 程 序 等 方 面 进 行 工艺 试验 ，从 而 有 效 减 少 薄壁 件 加 工 过 程 中 出现 的 变形 ，保 证加 工 精 度 。影 响 薄 壁 钛 合 金 件 加 工 精 度
典型薄壁零件数控铣削加工工艺
典型薄壁零件数控铣削加工工艺薄壁零件是指壁厚相对较薄的零件，通常包括薄壁壳体、薄壁盒体、薄壁结构等。
薄壁零件的加工工艺相对来说比较复杂，需要采用特殊的工艺和设备来保障加工质量。
下面我将介绍一种典型的薄壁零件数控铣削加工工艺。
1. 材料选择：首先要选择适合加工薄壁零件的材料，常见的有铝合金、不锈钢、钛合金等。
材料的选择要考虑到零件的性能要求和加工难度，一般来说，薄壁零件要求材料的刚度和强度较高。
2. 工件夹紧与定位：薄壁零件在加工过程中容易变形，因此在夹紧与定位时要采用合适的方法，以避免变形。
可以使用夹具来加固工件，同时通过调整夹具的力度和位置来控制工件的变形。
3. 刀具选择：薄壁零件的加工需要使用特殊的刀具，一般选用硬质合金切削刃，其刀具尺寸和刃数要根据零件的形状和尺寸来选择。
要保证刀具的锋利度和良好的自清洁性，以减少切削力和表面的热变形。
4. 加工参数：薄壁零件的加工参数要细心调整，以保证加工过程中的切削质量和表面光洁度。
一般来说，要注意控制切削速度、进给量和切削宽度等参数，以避免过大的切削力和热变形。
5. 加工策略：在数控铣削加工中，采用合适的加工策略对薄壁零件进行加工。
一般来说，可以采用小范围高速切削技术、切中法加工、螺旋进给等方法，以减少切削力和振动，提高加工质量。
6. 加工表面处理：薄壁零件的表面处理要根据零件的要求，可以采用研磨、抛光、喷涂等方法，以提高零件的外观质量和表面性能。
通过采用以上典型的薄壁零件数控铣削加工工艺，可以有效地保证薄壁零件的加工质量和加工效率。
还可以采用先进的数控铣床和CAD/CAM软件，实现对薄壁零件的精确加工和自动化加工，提高加工的精度和一致性。
薄壁零件的加工工艺具有很大的挑战性，需要不断的探索和改进，以满足工业发展的需求。
浅谈钛合金切削加工技术
浅谈钛合金切削加工技术摘要：钛合金是上世纪中旬发展起来的一种重要的结构金属材料，该材料是一种性能优良的金属材料，如具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性，高、低温力学性能好，抗蠕变性好等优点。
目前，钛合金已广泛应用于航空、航天、核能、舰船、兵器等军事领域及生物医药等民用领域中[。
钛合金的使用可有效提高航空航天器等设备耐蚀性及耐高温能，同时可有效延长寿命。
关键词：钛合金；刀具；工艺引言钛合金材料因比强度高、密度低、耐腐蚀和耐高温等优良性能而被广泛应用在航空航天领域中。
但由于钛合金导热系数小、弹性模量低和化学活性大等特性，使得钛合金材料在加工时切削温度高，刀具磨损严重等，影响了钛合金的加工效率，因此如何提高钛合金的切削效率一直是航空航天行业迫切需要解决的难题。
1钛合金材料的基本性能相比其他合金，钛合金具有高比强度、耐腐蚀、轻质、耐热性和耐低温性等特性，并且具有超导、贮氢和形状记忆的特殊属性。
根据钛合金的相对含量可以把钛合金分为α型、β型和α＋β型，其相应的国内牌号为TA，TB和TC。
α相钛合金属于密排六方结构，具有较高的强度、韧性和可焊性，并且在高温环境下对氧污染具有明显的抵抗性、耐磨性高于纯钛、具有较好的切削加工性，但成型能力较差，典型合金有TA7。
β相钛合金属于体心立方结构，在室温下具有较高的强度、较好的冷成型性，但其热稳定性较差、在成型过程中易受污染而损坏、切削加工性相对较差，使用较少，典型合金有ＴB1和TB2。
α＋β相钛合金具有良好的室温强度和成型性能，材料组织稳定，切削加工性能介于α型和β型钛合金之间，适用范围广用量较大，典型合金有TC4。
钛合金根据应用领域的不同，其研究的侧重点也会有所差异。
在航天航空领域中多以材料的比强度、耐热性、疲劳寿命和韧性等作为研究重点，以发展综合力学性能优异的钛合金材料为目的；在非航空领域中多以材料的可加工性、耐腐蚀性等性能作为研究重点，以发展成分简单或低合金化的合金材料为目的。
钛合金精密内螺纹的数控加工研究
２款 螺纹铣 刀都 能很 好地 用 于钛 合 金 材料 加 工
表 ４ Ｍ２ ～ Ｍ８螺 纹铣 削 参 数 表
螺纹 ， 但 考虑 刀具 成本 因素 ， 决 定 选用 ＶＡＲ ＧＵＳ螺
纹 铣 刀进行 其他 规格 螺纹 的铣 削试验 。 ４ ． ２ 螺纹数 控 铣削加 工 参数试 验
用 ＶＡＲ ＧＵＳ螺纹铣 刀对 其他 规 格 的钛 合金 精 密螺 纹进行 数控 铣 削 ， 针 对 螺 纹底 孔 直 径 进 行 了试
的试验 数据 见表 ３ 。
补功 能 ， 完 成螺 纹加 工 。其 断 屑 、 切 削和插 补加 工 的
特点 ， 使其 相对 于攻 丝具 有切 削扭矩 小 、 排屑 方便 和
图 ４ Ｐ ＷＺ螺 纹 铣 刀
图． ５ ＶＡ Ｒ ＧＵＳ螺 纹 铣 刀
表 ３ Ｍ３ —６ Ｈ 螺 纹 铣 削 试 验 数 据
～
选 择 ２款 不 同 品 牌 和 形 式 的 螺 纹 铣 刀 进 行 试 切， 分别 为 Ｐ Ｗ Ｚ螺 纹 铣 刀 （ 如 图 ４所 示 ） 与 ＶＡ Ｒ— ＧＵＳ螺 纹铣 刀 （ 如 图 ５所 示 ） 。选 择 Ｍ３螺 纹铣 刀 ， 刀具 直 径 为 ２ ． ４ ｍｍ， 底 孔 直径 为 ２ ． ５ ７ ８ ｍｍ， 深 度
验及 数据 收集 ， 得 出了优 化切 削参数 ， 见表 ４ 。
２
《 新 技 术额 工艺 》 数 字 技 术 与 机 械 工 程
数字 技术
机 械 工 程
４ ． ３ 钛合 金精 密 螺纹数 控 铣削试 验 分析
数 控切 削特点 进行 刀具参 数 和切削 参数 的调 整 。
５ ． １ 钛 合 金 精 密 螺 纹 数 控 攻 丝 刀 具 的 确 定
《钛合金切削性能的实验研究与分析》
《钛合金切削性能的实验研究与分析》一、引言随着现代工业技术的快速发展，钛合金因其优良的机械性能和耐腐蚀性，在航空、航天、医疗及汽车制造等领域得到了广泛应用。
然而，钛合金的切削加工性能却较为复杂，其加工难度较大，对刀具和工艺的要求较高。
因此，对钛合金切削性能的实验研究与分析显得尤为重要。
本文旨在通过实验研究钛合金的切削性能，并对其进行分析与讨论。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验选用的钛合金为TC4，其化学成分包括Ti、Al、V等元素。
同时，选取了几种常见的刀具材料，如硬质合金、陶瓷及涂层刀具等作为实验对象。
2. 实验方法（1）切削实验：在数控铣床上进行切削实验，控制切削速度、进给量及切削深度等参数。
（2）刀具磨损检测：采用显微镜观察刀具的磨损情况，并记录磨损数据。
（3）切削力测量：采用测力仪测量切削过程中的切削力。
（4）表面质量检测：对加工后的工件表面进行粗糙度测量及微观形貌观察。
三、实验结果与分析1. 钛合金的切削性能在切削过程中，钛合金具有较高的抗剪强度和韧性，因此对刀具的磨损较大。
在较高的切削速度下，钛合金的切削性能表现较好，但在较低的切削速度下则易出现粘刀现象。
此外，钛合金的导热性较差，易导致切削区域温度过高，进一步加剧刀具的磨损。
2. 不同刀具材料的切削性能比较（1）硬质合金刀具：硬质合金刀具在切削钛合金时具有较好的耐磨性和抗冲击性，但易出现积屑现象。
（2）陶瓷刀具：陶瓷刀具具有较高的硬度和耐磨性，但在切削钛合金时易出现崩刃现象。
（3）涂层刀具：涂层刀具具有较好的抗粘结和抗磨损性能，能够有效地降低切削力和加工温度，提高加工效率。
3. 切削参数对切削性能的影响（1）切削速度：随着切削速度的提高，钛合金的切削性能得到改善，但过高的切削速度可能导致刀具破损。
（2）进给量：适中的进给量能够提高加工效率，但过大的进给量易导致工件表面质量下降和刀具磨损加剧。
（3）切削深度：较大的切削深度能够提高生产效率，但也会增加切削力和工件变形程度。
典型钛合金壳体零件加工工艺
Ｐｒ ｃ ｓ ｉｇ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｏ ａ ｓｃ Ｔｉ ｎｕ Ａｌ ｙ ｅｌ ｏ ｅ ｓｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ｒＣｏ ｏ ｅ ｔ ｆＣｌｓ ｉ ｔ ｉｍ ｌ ｓ Ｓｈ ｌ ａ ｏ
Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｙａ ①
．
Ｑ Ａ ｉ ａ② ＩＯＪ ｈｏ ｃ
加工 方法 。
构件 。该 零件 是平 视显 示 器 的安 装 定位 基 准 ， 的精 它 度决定 了显示 器 的精 度 。同 时它 又是 受 力 件 ， 内腔 装
有光学透镜 ， 以该零件要求有很高的精度、 所 足够的强
度 和一定 的密 封性 。 以上 几点给 加工带来 了一定 的困 难 。壳体 零件 的材料 为 Ｚ Ａ ， 于 Ｏ型钛 合金 。该零 Ｔ ５属 ｔ 件形状 如 图 １所 示 ， 薄 壁 壳 体 类 铸 造 零 件 ， 构 复 为 结 杂， 零件 的 刚性 差 。
维普资讯
工艺与检测 Ｔｈｌ ｄｓ ｅｎｇ ｎｅ ｃ０ｙ ｔ ０ ａ Ｔ
典 型 钛合 金 壳体 零 件 加 工工 艺
王 艳① 乔 吉超②
（ 湖南工业职业技术学院， ① 湖南 长沙 ４０ ８ ； １０ ２ ②西北工业大学材料学院， 陕西 西安 ７ ０７ ） １ ２ ０
（ ）ｕａ ｄｓｙ ｏ ｔ ｈｉ， ｈｎｓａ ０２ Ｃ Ｎ （ Ｈ ｎｎＩ ｕ ｒ Ｐｌｅ ｎ Ｃ ａｇｈ １ ８ ， Ｈ ； ￣ ｎ ｔ ｙ ｃ ｃ ４ ０ ￣ Ｓｈｏ ｏ Ｍ ｔ ａ ｃ ｎｅ Ｎ ｒ ｗ ｓ ｒ Ｐ ｌｅｈｉ ｎ ｅ ｉ ， ｉａ １０２ Ｃ Ｎ ） ｏｌ ｆ ａ ｒ ｌＳｉ ｃ ， ｏｈ ｅ ｅ ｏ ｔ ｎ ａ Ｕ ｉ ｒｔ Ｘ ’ｎ７０７ ， Ｈ ） ｃ ｅ ｓ ｅ ｉ ｔ ｔｎ ｙ ｃ ｃ ｌ ｖ ｓｙ
钛合金材料的数控加工方法
钛合金材料的数控加工方法
曹克伟;李佳;徐燕申;朱赴安
【期刊名称】《组合机床与自动化加工技术》
【年(卷),期】2005(000)004
【摘要】文章对钛合金的物理性能、化学性能以及切削性能进行了详细地分析.根据产品技术要求,文中介绍了一种新的钛合金电缆端子数控加工工艺方法,其中包括利用加工中心的可编程性合理编制数控加工程序,利用加工中心的操作人性化之特点优化切削参数.文章运用了对比的方法介绍了合理选择刀具几何形状以及采用普通高速钢钻头和立铣刀加工高精度大孔径比钛合金孔的加工工艺路线和措施.并通过实际样件的加工验证了改进刀具、优化切削参数及加工工艺方法的实用性.【总页数】3页(P85-87)
【作者】曹克伟;李佳;徐燕申;朱赴安
【作者单位】天津大学,机械工程学院,天津,300072;天津大学,机械工程学院,天津,300072;天津大学,机械工程学院,天津,300072;天津大学,机械工程学院,天津,300072
【正文语种】中文
【中图分类】TG659
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1.碳纤维复合材料柱型舱段窗口数控加工方法 [J], 孙艳杰;董波;蒋文革;李兰柱;丁江民
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5.数控加工技术在钛合金材料加工中的应用研究 [J], 李晓娜
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高强度钛合金TB(6)零件中央件试制加工技术
切削温度高 ， 可达 ６ ０ ７ ０Ｃ 由于在钛合金系列 中属于近 １ ， ５－ ０￣； ３ 故加工性能最差。造成钛合金加工性能差的原 型
因很 多 ． 主要 有 以下 几个方 面 ：
（ ） 导热、 １ 导温系数小 ， 切削温度高
（ ） 切 削变形 系数 小 ２
（ ） 单位面结上的切削力大 ３
响材料 力学 性能 。
４ 中央件制造工艺研 究与加 工难点解决方案
４１ 制造工艺研究 ．
行加 工 。
．
鉴于零件轮廓较大， 故我们用采用粗加工 、 去应力退火、 半精加工、 再去应力退火 、 精加工的工艺方案顺序进
工艺方案 ： 分粗加工、 半精加工、 精加工三阶段进行 粗加工 保证两端面及两型面加工余量相等的基础上 ， 钳工划粗车加工线一车两端面及 中心孔一粗铣外形 后立刻加工出两基准孔一粗铣 ６ 腔及 Ｔ型槽 ， 铣外轮廓 ， 钳工抛光去毛刺 ， 去应力退火。 半精加工 以中心孔为基准 ，车上下两端面及中心锥孑 ， Ｌ一以中心孔及外形上两基准孔基准镗两侧的基准
该钛合金相当于美 国钛合金牌号 Ｔ一 ０ 一 Ｆ 一 Ａ， ｉ１Ｖ ２ ｅ ３ ｌ 是属于多金元素高强度钛合金 。主要机械性能如下 ： 抗 拉强度纵向 ：ｂ ｌ ０ － ２ ０ ａ 屈服点 ｏ ． １０ Ｍ ａ ６ Ｉ６ Ｈ ＞３ ０横向 ：ｂ ｌ ０ ２ ０ Ｐ 、 ａ ＝ ０ １５ ＭＰ 、 １ ０ ＝ ０ ０ ｐ 、５ ％、 Ｂ／ ２ ， ２ ＞ ａ ＝ ０ １ ５ Ｍ ａ 屈服 １ 点 ａ ．＝ ０ ０ ａ６ ｔ ％、 Ｂ ３ ０ ＫＣ￣４ ０ ｍ。退火后具有以下特点 ： ０２ １ ０ Ｍｐ 、５ ４ Ｈ ￣ ２ 、 Ｉ ＞ ５ ＭＰ Ｖ ＞ ＞ 强度高、 切削力大、 且易粘刀 ：
钛合金壳体件数控加工工艺研究
１ １零 件 技术 要 求 ． 图 １为 薄壁 壳体 零 件 简 图 ， 料 为 Ｔ６ １Ｖ， 应用 于 材 ｉＡ ４ 其 航 空 领 域 的 某 型 号连 接 器 的 壳 体 。它 对 电磁 兼容 性 有 着 严 格 的要 求 ， 壳 体 的 内 壁 平 行 度 、 线 度 、 寸 的一 致 对 直 尺 性 、表 面 精 度 和 粗糙 度 有 很 高 要 求 。 内壁 粗 糙 度要 求 为 Ｒ ．， １６ 而且 薄 壁 的 最 薄处 仅 为 １２ ｍ， 要 加 工 内 表 面 为 ．ｍ 主 Ａ 面和 Ｂ面 ， 零 件 的毛坯 为 ５ ５的棒料 ， 件 的所 该 ０Ｘ８ 零 有面 都 需 要 加上 。零 件 的 正 面腔 深 为 ２ ｒ 中间肋 板 厚 ５ ｍ， ａ 度 为 ３ ｍ。属 于薄 壁深 腔 加工 。 ｍ
要 求 ， 可 以提 高效 益 。 又
本 着 “ 面 后 孔 、 粗 后 精 、 主后 次 、 面 先 行 ” 先 先 先 基 的 原 则 （ ） 制定 该 零件 的 数控 工 艺流 程 如下 表 １ 示 。 １， 所
表 １ 该 壳体 零件 加 工 工艺 流 程
图 １
工序
内容
设 备
半精加工 Ａ面轮廓 单边留 ０１ ０ ｒ ． — ． ｍ余量 ２ ａ ７ 数控铣 立加工中心 Ｖ Ｃ ０ Ｂ Ｔ ２Ｏ Ｎ 精加工 Ａ面轮廓到位（ 注意刀具 ） ８ 终检 终检
刚度 ， 在后 续 工 序安 排 时应 充 分考 虑该 问题 。 （ ） 然数 控 加 工 中 心精 度 很 高 ， 是 由于 工 件 腔壁 ２虽 但 比较 薄 ， 加工 过 程 中 由 于机 床 主 轴 的 跳动 、 削 力及 薄 在 切 板 弹 性 退 让极 易 产 生 切 削 面 的振 动 ，使 薄 板 厚度 尺寸 公 差 、 面 粗糙 度 值 都 难 以保 证 。根 据 以往 实 际经 验 ， 于 表 对 ２２ 加工 工艺 研 究及 解 决措 施 ． 顺 铣 时 ， 削力 的方 向从刀 具 指 向工件 ， 切 工件 受 压 ； 逆
钛合金在数控车床上的切削加工
屑槽 及切削条 件等 ，目前在一 些大 的刀具 厂商样 本 中，
将碳钢与合金 钢类 被切削 材料按硬 度分 成软 钢 （ ８ ＜１０
ＨＢ ； １０～ ２ ０ Ｗ ；２ ０～３ ０ Ｂ ； ＞３ ０ Ｂ ； Ｗ） ８ ８ ＨＢ ８ ５Ｈ Ｗ ５Ｈ Ｗ
２７ ２５ Ｂ ０ ～ ５ Ｈ Ｗ，属易加工材料 ， 但经如下淬火 、回火处 理后 ， 硬度达到非常高 ，难以切削。
铝合金的 １ １，４ ／ ５ ５钢的 １５ ／ ，切削热不宜 散发 ，势 必造 成切削加工过程 中产生较大温差和热 应力 ，导致刀具磨
．． －． －． － ． －． －． －． －¨ － ． － ＋ －． －＋ － ． － － ． ． －． －＋ ＿ ． ．＋ －．
又如 Ｃ ＷＭｎ 种材料在退 火和正 火状态下 硬度 为 ｒ 这
损加快。
（）切削力小 钛 合金 的切削 力虽然 只有 ４ ３ ５钢 的 １２ １３ ／ ／ ，但其切削与前刀面接触 面积小 ，因此刀刃部 位承受的压力远远大于切削 ４ 钢 的压力 。 ５
（）化学性能活泼 ４
钛合金在 高温情况下 ，与空气
中的 Ｎ元素起化学反应 ，形成 ＴＮ加工硬化层 。 ｉ （）钛合金摩擦系数大 ，变形系数小 ５ 钛合金 切削
３ 钛合金在数控￣ － 中存在 的主要技术问题 ． ｊｒ ｎ
（）加工钛合金 时 ， １ 刀具磨 损较快 ，更换频 繁 ，有
时加 工一件 活就需要换一个 刀尖 ，严 重影响产 品表 面粗 糙度和尺寸精 度 ，极易产生废品 。 （ ）加工钛合金时 变形较大 ，尺寸不易控制 。 ２ （ ）钛合金加工时 ，易产生带状 切屑 ，易拉伤 工件 ３
嚣 。
辫囊 。
。。。。摹 ？ ０曹 鞭 臻
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工艺参数的选用
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工艺参数的选用
通过以上分析，我们了解到钛合金的材料特性 和机械加工的特性，为此我们可以在施工中有针 对的加以解决。
在切削过程中，刀具的几何参数和切削用量是相互作 用的因素。当刀具前角增大时，使剪切角增大，变形 系数减小，因此切削变形减小。前面分析到钛合金变 形系数小是产生高温的一个重要原因，所以应当适当 的增大变形系数，途径是减小前角，增大剪切角。其 结果是使切屑变厚，增大了切屑与刀具前面的接触面 积，改善了散热条件。
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2020/5/26
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钛合金零件加工难点
钛合金属于难切削材料，其切削特点是：
1、变形系数小，易加速刀具磨损； 2、导热系数小，切削时产生的热不易传出，使
切削温度高； 3、单位面积上的切削力大，容易造成崩刃； 4、弹性模量小，加工时在径向力作用下容易产
精加工刀具： 前角 4-8°，后角 10-12°，螺旋角 25-40°
大的螺旋角可使切削平稳，并可增大实际切削前角， 从而减少切削力。
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刀具的选用
优选刀具材料
刀具材料是决定刀具切削性能的重要因素。从 降低切削温度减少粘结的观点出发，要求刀具材 料本身具有摩擦系数小，与钛合金亲合性差，导 热性高，耐磨性好等特点。参考试验研究和生产 实践经验，高钒高钴类高速钢和钨钴类硬质合金 刀具比较适合加工钛合金。
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提高钛合金加工效率的方法
采用“低进给、低转速、大切深”的方式来加工钛合金零 件。“大切深”可以充分利用刀具侧刃参与切削，提高刀 具使用寿命，提高加工效率；“低转速、低进给”可以减 小切削力和发热量，以保护零件和刀具。对深槽必须采用 分层加工，这样可以减小切削应力，防止发生拉刀、让刀、 断刀现象。
11
提高钛合金加工效率的方法
选择合理切削参数，提高切削效率 钛合金零件的加工周期都非常长，一个零件
从毛坯到成品，有80％的材料变成了切屑。所以 提高切削效率是关键的因素。从实践中我们认识 到合理的工艺过程和合理的切削参数是提高切削 效率的主要方法。
在工艺过程的编排中，充分注意到粗精加工 的不同。在粗加工阶段，高的金属去除率是我们 追求的目标，采用尽可能大的刀具直径、大的切 深和大的每齿进给量。
低转速（700~800转/分），低进给（280~420毫米/分）， 转角处进给速度减至180毫米/分；粗铣外形要径向分层 （3/4刀具直径）
2
钛合金的材料特性
钛合金是广泛的运用于航空航天领域的高 性能材料，其重量轻、强度高、韧性好、 耐腐蚀是其最显著的特点。在众多的的金 属材料中，钛合金是唯一同时具有高强度、 低密度，极好的抗疲劳和耐腐蚀性能，以 及较低的弹性模数的材料，钛合金在高温 （600℃以上）时易与氧、氮及氢等产生反 应而使材质劣化，使得后续切削加工相对 困难。
由于刀具前角的减小加上切深的增加，消耗了 较多的切削功率，使切削热也有所增加，但我们 通过采用合理的切削速度和施加充分的冷却可使 切削热总体水平大幅度降低。我们依据对有关材 料的研究，通过实践确认： 对于螺旋立铣刀来讲， 铣刀的齿数宜多不宜少，一般Ｚ＝４－８齿，依 据刀具直径而定。
粗加工刀具： 前角 0-4°，后角 8-10°，螺旋角 2540°
生弯曲变形，引起共振，加大刀具磨损并影响 零件的精度；
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钛合金零件加工难点
5、化学活性大，在高温切削下容易吸收空气中 的氧和氮，在外皮产生冷硬现象，在切削过程 中的塑性变形也会造成冷硬现象，会降低零件 的疲劳强度，加剧刀具磨损；
钛合金的数控加工工艺
数控知识系列讲座
作者：张小东
大纲
钛合金的材料特性 钛合金零件加工难点 机床选用原则 工装的设计原则 切削刀具的选用 切削参数的选用 钛合金切削工艺设计 提高钛合金加工效率的方法
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工装的设计原则
工装要求结构稳固、刚性好、夹紧牢靠。 优选气压或液压夹紧方式。
工装材料不能选用铝合金等有色金属，因 为不同性质的金属之间容易发生扩散污染。
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10
冷却方法的选用
充分冷却 由于切削过程中产生大量的热，所以需要充分的 冷却。大剂量的乳化液能得到很好的冷却效果。
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6、由于毛坯有硬而脆的外皮和对刀具材料化学 亲和性强，易造成刀具磨损和粘刀现象。
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5
机床选用原则
选择刚性好、没有反向间隙的大功率、强 力切削机床。 因为钛合金属于难加工材料，如果机床 刚性不好或反向间隙过大，加工中刀具会 产生振动，这会导致刀具折断，零件切伤。 同时，因为加工钛合金普遍采用大切深的 强力切削方式，机床的功率必须足够。