框体类钛合金零件数控加工技术

　　如是加工大型薄壁钛合金零件内壁时，更多从节约成本的角度，一般通常采用碗状包托与芯部衬托（见图5、图6）相结合的工装结构方式，这种方式可更有效地实现工装的装夹可靠。

框体类钛合金零件机械加工常用刀具类型选择
 
　　从提高效率、提升质量、降低成本等3个综合因素出发，加工框体类钛合金的刀具既希望具有较高的热硬性，又希望具有良好的耐磨性；既希望具有良好的抗冲击性，又希望具有较好的韧性；既希望具有较高的导热系数，又希望具有较低的化学活性。从这些希望出发，加工钛合金常选用的刀具材料主要有硬质合金、聚晶金刚石（PCD）和聚晶立方氮化硼（PCBN）等。经过生产实际验证，硬质合金和PCD刀具被认为是加工钛合金比较理想的刀具材料。

　　目前加工钛合金选用刀具材料最优先考虑、最广泛推崇的是硬质合金刀具。因为硬质合金具有相对成本低廉、导热性较好、硬度较高、韧性和红硬性较好的特点。依其化学成分可分为钨钴类（YG）、钨钴钛类(YT)和添加稀有碳化物类（YW），目前在工业生产实际中获得广泛应用的仍然是钨钴类硬质合金YG8、YG6、YG3等。如通常在粗车和断续车削时采用YG8刀片，精车和连续车削时选用YG3刀片，一般加工则选用YG6刀片。如果使用添加的稀有金属的细晶粒硬质合金YA6、YD15、YG10H、YS2等，可提高刀具的寿命和加工效率。实践中不选用钨钴钛(YT)类硬质合金刀具的原因是YT类刀片中含有钛，它与被加工的钛合金之间会发生很强烈的亲和力，很快粘掉刀尖。

　　硬质合金加工钛合金速度可以达到45 m/min以上，但当切削速度继续增加时，刀具和工件接触面的温度迅速升高，同时由于Co的熔点较低，在高的切削温度及元素扩散作用下，造成了刀具材料中W和Co元素的扩散和流失，降低了刀具的硬度和韧性，使硬质合金刀具发生严重的塑性变形、粘结磨损和扩散磨损，导致刀具失效。因此，硬质合金刀具只适合切削速度小于75 m/min的钛合金。

　　聚晶金刚石刀具具有极高的硬度，也具有超高的耐磨性，还具有高弹性模量、高导热系数、刃口锋利、低摩擦系数以及与非铁金属亲和力小等优点。该类刀具适用于钛合金的精加工和超精加工。

　　聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具，其硬度虽然略低于金刚石，但它具有比金刚石更好的特点是热稳定性高得多，可达到1 200℃以上（金刚石的耐热温度只有700~800℃），化学惰性大，与钛合金在1 200℃时都不起化学反应。PCBN刀具相比硬质合金刀具，有着切削速度高、表面粗糙度质量好和刀具寿命长等特点，为此PCBN刀具更适合用作钛合金的精加工。但由于PCBN刀具脆性很大，在切削加工中务必忌讳断续切削或突变余量切削。

框体类钛合金零件加工的其他注意事项

　　不求高的切削速度，唯求可靠增大切削走刀量。过高的切削速度会导致刀刃过热、刀刃粘结和扩散磨损严重。走刀量的变化对温度的变化不明显，所以降低切削速度增大切削走刀量是合理、适宜的切削方式。

　　当车削时为了改善散热条件和增强切削刃，前角一般取5°～9°；为了克服因回弹而造成的摩擦，刀体的后刀面一般取10°～15°；当钻孔时，缩短钻头长度、增加钻心的厚度和导锥量，钻头的耐用度可提高好几倍。

　　不可缺少切削液，且水溶性切削液较为合适。但不能使用含有氯或其他卤元素和含硫的切削液，这类切削液会对钛合金的力学性能产生不良影响。 

　　针对易变形的钛合金框体类零件，在数控精加工之前，原则推荐要进行详细的测量，要根据测量的结果仔细分析再分配加工余量以及再核定加工坐标。

　　铣削加工先三轴加工后五轴加工，先面加工后孔加工。维持数控编程加工坐标系的统一，尽量合并工序减少翻面。与钛合金接触的所有工具、夹具等装置都要事先侧地洁净。经清洗过的钛合金零件，要防止油脂污染，要避免手直接触摸，操作人员或检验人员应当戴干净的手套进行操作或检验。