鈦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，從機床的選用、刀具的選用、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、耐高溫（wēn）等（děng）優異性能，如：用TC18鈦（tài）合金代替高強度結構鋼用於起落架，可（kě）實現飛機結構減重15%左右，因而在國外先進（jìn）飛機的主承力件大量使用了新型高強度鈦合金（jīn），如：美國的B-1轟炸機的機體結構（gòu）材（cái）料中，鈦合金約占21%；俄羅斯的伊爾（ěr）-76飛機用鈦量達到了機體結構（gòu）重量的12.5%，從（cóng）發展趨勢看，歐美各國對於鈦合金的使用量正在逐漸（jiàn）增加，同時也表明大量使用鈦合金（jīn），特（tè）別是一些新型鈦合金已成為航空設計的（de）發展（zhǎn）方向。但是航空航產品（pǐn）大多采用薄壁零件，其（qí）結構相（xiàng）對複雜，精度要求高，由於（yú）壁薄造成零件剛度較差，在切削力的作用下，易產生（shēng）加工彎曲變形，壁厚尺寸上下不一致、導致（zhì）超差。目前企業中常用的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，較小的餘量根本就無法銑削掉，往往產生“少切”現象，為了保證零件尺寸隻能（néng）靠手工打磨，大大增加了（le）零件的加工周期，且（qiě）有（yǒu）可能使零件表麵產生過燒現象。

一.鈦合金結構件零件（jiàn）的切（qiē）削加工（gōng）解決方案（àn）

影響（xiǎng）鈦合金弱剛性結構加工的主要因素有：機床剛性，刀具的選用、工藝參數、有效的冷卻等（děng）。在加工過程中，各種因素作用，交互影響，變（biàn）形誤差的累積致使加工出的（de）弱剛性（xìng）結構件超差，加工變形難以控製。

2.1 機（jī）床的選用

機（jī）床-夾具-刀具的係y剛性（xìng）要好，機（jī）床各部件間（jiān）的間隙要調整好，主軸徑向跳動要小，盡量采用這（zhè）樣機床。

2.2 刀具的（de）選用

切削（xuē）生產（chǎn）率的提高主要（yào）是發（fā）展和應用新型的刀具材料的結果。過去幾（jǐ）十年裏，切削刀具有了（le）很大（dà）的發展，包（bāo）括硬質合金塗層，陶瓷，立方氮（dàn）化硼，多晶金剛石。這些用（yòng）來加工鑄鐵、鋼（gāng）和高溫（wēn）合金是有效的。但是沒（méi）有一種刀具能夠改（gǎi）善鈦合金的切削加工性，這是因為切削（xuē）鈦合金的刀具材料要求具有非常重要的性能，這些包括：1）良好的熱硬（yìng）性以抵抗很高的（de）應力；2）良好的導熱性以（yǐ）降低熱梯度和熱衝擊；3）良（liáng）好的化學惰（duò）性（xìng）以降低與（yǔ）鈦發（fā）生化學反應（yīng）的趨勢；4）良（liáng）好的韌性和（hé）抗疲勞能力以適應（yīng）切屑分割過程。在幾乎（hū）所有的鈦合金切削加工過程中，碳（tàn）化鎢類（WC/co）硬質合金刀具被（bèi）認為是性能最好的。一些試驗表明所有的硬質（zhì）合（hé）金塗層刀具其磨損率大於那些未塗層（céng）的刀具（jù）。雖然（rán）現在（zài）的陶瓷刀具（jù）質量（liàng）已經得到了提高並且越來越多的用於加工難切削材料（liào），尤其是那些高溫合金（例（lì）如鎳基高（gāo）溫合金（jīn）），但是由於其導熱性能差、斷裂韌性低（dī）並且（qiě）與（yǔ）鈦發生反應，所以（yǐ）他們並沒有取代硬質合金和（hé）高速（sù）鋼。超硬切削刀具材料（立方氮化硼和多晶金剛（gāng）石）在（zài）切削鈦合金時的磨損率低，因而（ér）顯示出良好的性能。

鈦合金弱剛性（xìng）結（jié）構件銑（xǐ）削過程（chéng）存在的主要問題是薄壁的銑削變形問題（tí）。由於鈦合金的彈性模量低（dī），而切削力相對較大，所以薄壁在（zài）銑削過程中受到銑削力的作用很容易產生讓刀變形，其結果（guǒ）是（shì）加工後薄（báo）壁的實際厚度大於（yú）理論厚度。解決這一問（wèn）題應該是盡可（kě）能的減小在銑削過程中薄壁所受的（de）來自於垂直被（bèi）加工表麵方向的造成薄壁讓刀變（biàn）形的力。

2.3 切削液

鈦（tài）合金具有強（qiáng）度高、抗氧化性、耐高溫等（děng）提點，在滿足高性（xìng）能使用要求的同時，也給切削加工帶來（lái）了很多（duō）的難題。在切削鈦合金時，為了降低切削（xuē）溫（wēn）度，應當（dāng）向切削區域澆注大量的以冷卻為主的切削液（yè），用以把刀刃的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（rè）係數大、熱容量大、流速（sù）快、流量大。冷卻（què）最好的方法就（jiù）是高壓（yā）冷卻法，切削液流量不小（xiǎo）於15～20L/min。一般使（shǐ）用的切削液有三類，即水或堿性溶液，水基可溶性（xìng）油質溶液和非水可（kě）溶性油質溶液（yè）。

二.鈦合金結構件切削加工的難點

1.1 切削溫度高

因為鈦合金材料的導（dǎo）熱（rè）係數小（約為鋼的1/3～1/6），在加工鈦合金時易產生高的切削溫度。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，加工產生（shēng）的熱量很難通過工（gōng）件（jiàn）釋放。鈦合（hé）金（jīn）比熱係數小，加（jiā）工時局部溫度上升快，因此（cǐ）易造成刀具瞬時溫度過高（gāo），使得刀尖會急劇（jù）磨損，以至（zhì）於發生過燒現（xiàn）象。

1.2 切削抗力大

切削（xuē）鈦合金時的切削力與切（qiē）削鋼時的切削力基（jī）本相當，因此在切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，主切削刃附近的應力非常高。這可（kě）能是（shì）由（yóu）於在切削鈦合金時前（qián）刀麵上的刀屑接觸（chù）區域通常很小（大約是（shì）在相同條件下（xià）切削鋼的1/3），較大的切削應力導致工件在（zài）加工過程中出現讓（ràng）刀的現象，加工出的工件尺寸不協調。

1.3 弱剛（gāng）性結構的（de）震顫

震顫是加工（gōng）鈦合金弱剛性結構件時（shí）需要克服的一個重要問題，尤其是在精加工的時（shí）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。當受到切削（xuē）力時，鈦合金的變形量是碳（tàn）鋼的兩倍（bèi）。後刀麵與被加工麵的回彈量發生摩擦產生振動，同時也產（chǎn）生了很高的切削溫度。切削鈦合金（jīn）時很高的動態切削力是（shì）造成震顫的部分原因，其數值可以（yǐ）達到靜態力的（de）30%以上，這是由（yóu）於鈦合金切屑形成過程中的塑性剪切過程造成的。由於切削震顫的影響，銑（xǐ）削後的工（gōng）件表麵質量很難達到精（jīng）度要求。