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（sù），從機床的選用、刀（dāo）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（jīn）材料具有輕質，高強度、耐高溫等優異性能，如：用TC18鈦合金代替高強度（dù）結（jié）構鋼（gāng）用於（yú）起落架，可實現（xiàn）飛機結構減重15%左右，因而在（zài）國外先進飛機的（de）主（zhǔ）承力件大量使用了新型高強度鈦合金，如（rú）：美國的B-1轟炸機的機體結構材料中（zhōng），鈦合金約（yuē）占21%；俄羅斯的伊爾-76飛機用（yòng）鈦量達到了機體（tǐ）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量正在逐漸增（zēng）加，同時也（yě）表明大量使用鈦合金，特別是一些新型鈦合金已成為航空設計的發展方向。但是航空航產品（pǐn）大多采（cǎi）用（yòng）薄壁零件，其結構（gòu）相對複雜，精度要求高，由於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（xià）不一致、導致超差。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（huà）學活性高（gāo），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靠手工打磨，大大（dà）增加了零件的加工周期，且有可能使零（líng）件表麵產生（shēng）過燒現象。

一.鈦合金結構件零件的切削加工解決方案

影響鈦合金弱（ruò）剛性結構（gòu）加工的主要（yào）因素有：機床剛性，刀具的選用、工藝參數（shù）、有效的冷卻等。在加工（gōng）過程中，各種因素作用，交互影響，變形（xíng）誤差的（de）累積致使加工出的弱剛性結構件超差，加工變形難以控製。

2.1 機床的選用

機床-夾具-刀具的係y剛性要好，機床各部件間的間隙要調整好，主軸徑向跳動（dòng）要小，盡量采用這樣機床。

2.2 刀具的選用

切（qiē）削生產率的提高主要是發展（zhǎn）和應用（yòng）新型的（de）刀（dāo）具材料的結果。過去幾十年裏，切削刀具有了很大的發展，包括硬質合金塗層，陶瓷，立方氮化硼，多晶金剛石。這些用來加工鑄鐵（tiě）、鋼和高溫（wēn）合（hé）金是有效（xiào）的。但是沒有一種刀具能夠改善鈦合金的切削加工性，這是因為（wéi）切削鈦合金的（de）刀具材料（liào）要求具有非常重要的性能，這（zhè）些包括：1）良好的（de）熱硬性以抵抗很高的應力；2）良好的導熱性以降低熱梯（tī）度和熱衝擊；3）良好的化學惰性以降低與鈦（tài）發（fā）生化學反應的趨勢；4）良好的韌性和抗疲勞能力以適應切（qiē）屑分割過程。在幾乎所（suǒ）有的鈦合金切削加工過程中，碳化鎢類（WC/co）硬（yìng）質合金刀具被認為是性能最好的。一（yī）些試驗表明所有的硬質合（hé）金塗層刀具其磨損（sǔn）率大於那些未塗層的刀具。雖然現在的陶瓷刀（dāo）具質量已經得到了提高並且越來越多（duō）的用於加工難切削材料，尤其是那（nà）些（xiē）高溫合金（例如鎳基高溫合金），但是由於其導熱（rè）性能差（chà）、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（gāo）速鋼。超硬切削刀具材料（liào）（立方氮化硼和多晶金剛石）在切（qiē）削（xuē）鈦合金時的磨損率（lǜ）低（dī），因而顯示出良好的性能。

鈦合（hé）金弱剛性結構件銑削過程存在的主要問題是薄（báo）壁的銑削變形問題。由於鈦合金（jīn）的彈性模量（liàng）低（dī），而切削（xuē）力相（xiàng）對較大，所以薄壁在銑削過（guò）程（chéng）中受（shòu）到銑削力的（de）作用很容（róng）易產生讓刀變形，其結果是加工後薄壁的實際厚度（dù）大於理（lǐ）論厚度。解（jiě）決這一（yī）問題應該是盡可能的減小在銑削過程中薄壁所受的來自於垂直被加工表麵方向的（de）造成薄壁讓刀變形的（de）力。

2.3 切削液

鈦合金具（jù）有強度高、抗氧化（huà）性、耐高溫等提（tí）點，在（zài）滿（mǎn）足（zú）高性能使用要求的同時，也給（gěi）切削加工（gōng）帶來了很多的難題。在切削鈦合金時（shí），為了降低切削溫度，應（yīng）當向切削（xuē）區域澆注大量（liàng）的以冷卻（què）為主的切削（xuē）液（yè），用以（yǐ）把刀刃的熱（rè）量帶（dài）走和衝走切屑，以降低切（qiē）削力（lì）。因此對（duì）切削液的要（yào）求是導熱（rè）係（xì）數大、熱容量大、流速快、流量大。冷卻最（zuì）好的方法就是高壓冷（lěng）卻法，切削液流量不小（xiǎo）於15～20L/min。一般使用的（de）切削液（yè）有三類，即（jí）水或（huò）堿性（xìng）溶液，水基可溶性油質（zhì）溶液和非水可溶性油質溶（róng）液。

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（hé）金材料的導熱係數小（約為鋼的1/3～1/6），在加工鈦合金（jīn）時易（yì）產生高的切削（xuē）溫（wēn）度（dù）。在相同條件下（xià），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）件釋放。鈦（tài）合金（jīn）比熱係數小，加（jiā）工時局部溫度上（shàng）升快，因此易造成（chéng）刀（dāo）具瞬（shùn）時溫度過高（gāo），使得刀尖會急劇磨損，以（yǐ）至於發生過燒現象。

1.2 切削抗力大

切（qiē）削鈦合金（jīn）時的切削力與切削鋼時的切削力基本相當，因（yīn）此在切削過程中消耗的能量（liàng）相同或者略（luè）低於鋼。但（dàn）是在切削（xuē）鈦合金時，主切削（xuē）刃附近的應力非常（cháng）高。這可能是（shì）由於在切削鈦合金（jīn）時前（qián）刀麵上（shàng）的刀屑接觸區域通常很小（大約是在（zài）相同條件下切削鋼的1/3），較大的切削應力導致工件在加工過程中出（chū）現讓刀的現象，加（jiā）工出的工件尺寸不協調。

1.3 弱剛（gāng）性結構（gòu）的震顫

震顫是加工鈦合金弱剛性結構件時需（xū）要克服（fú）的一個重要問題，尤其（qí）是在精加工的時候，鈦合（hé）金很低的彈性模量是切削過程中引起振動的首要（yào）原（yuán）因。當受到切削力時，鈦合金的變形量是碳鋼的（de）兩（liǎng）倍。後刀麵與被加（jiā）工麵的回彈量發生摩擦產生振動，同時也產生了很高的切削溫度。切削（xuē）鈦合金時很高的動態切削（xuē）力是造成震（zhèn）顫的部分原因，其數（shù）值可以達到靜態力的30%以上，這是由於鈦合金切屑形成過（guò）程中的塑性剪切過程造成的。由於切削震顫的影響，銑削後的工件表麵質量很難達到精度要求。