（一）鈦加工的物理現(xiàn)象

鈦合金的加工時(shí)的切削力僅略高于同等硬度的鋼，但加工鈦合金的物理現(xiàn)象要比加工鋼復(fù)雜得多，因此鈦合金的加工面臨很大的困難。

大多數(shù)鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很低，只有鋼的1/7，鋁的1/16。因此,在切削鈦合金過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不會(huì)迅速傳遞給工件或被切屑帶走，而集聚在切削區(qū)域，所產(chǎn)生的溫度可高達(dá)1000℃以上，使刀具的刃口迅速磨損、崩裂和生成積屑瘤，快速出現(xiàn)磨損的刀刃，又使切削區(qū)域產(chǎn)生更多的熱量，進(jìn)一步縮短刀具的壽命。切削過(guò)程中的高溫還會(huì)破壞鈦合金零件的表面完整性，導(dǎo)致零件幾何精度下降和出現(xiàn)嚴(yán)重減少其疲勞強(qiáng)度的加工硬化現(xiàn)象。鈦合金的彈性可能有利于零件的性能，但工件的彈性變形是切削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)的重要原因。切削壓力使“彈性”工件離開(kāi)刀具并反彈回來(lái)，使刀具與工件之間的摩擦大于切削作用。摩擦過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生熱量，加重了鈦合金導(dǎo)熱性差的問(wèn)題。在加工容易變形的薄壁或環(huán)形零件時(shí)，這一問(wèn)題更為嚴(yán)重。薄壁鈦合金零件的加工不容易達(dá)到預(yù)期的尺寸精度。當(dāng)工件材料被刀具推離時(shí)，薄壁的局部變形已超過(guò)彈性范圍而產(chǎn)生塑性變形，切點(diǎn)材料的強(qiáng)度和硬度明顯增加。此時(shí)，以先前確定的切削速度進(jìn)行的加工速度會(huì)變得過(guò)高，進(jìn)一步導(dǎo)致鋒利的刀具磨損。“熱”是鈦合金加工件加工中的“罪魁禍?zhǔn)住?

（二）鈦合金加工的工藝訣竅

在認(rèn)識(shí)鈦合金加工機(jī)理的基礎(chǔ)上，加上以往經(jīng)驗(yàn)，鈦合金加工的主要工藝提示如下:

(1)采用正角幾何形狀的刀片，減少切削力、切削熱和工件變形。

(2)為保持恒定的進(jìn)給，避免工件硬化，刀具在切削過(guò)程中應(yīng)始終處于進(jìn)給狀態(tài)，徑向draft AE應(yīng)為銑削半徑的30%。

(3)采用高壓大流量切削液，保證加工過(guò)程的熱穩(wěn)定性，防止因高溫導(dǎo)致工件表面變性和刀具損壞。

(4)保持刀片鋒利，刀具鈍是造成熱積聚和磨損的原因，容易導(dǎo)致刀具失效。

(5)鈦合金是在盡可能軟的狀態(tài)下加工的，由于淬火后的材料變得更難加工，熱處理增加了材料的強(qiáng)度，增加了刀片的磨損。

(6)使用較大的刀尖半徑或倒角來(lái)切割盡可能多的刀片。這減少了切削力和熱量在每個(gè)點(diǎn)，并防止局部損傷。銑削鈦合金時(shí)，切削速度對(duì)刀具壽命的影響最大，其次是徑向牽伸(銑削深度)。

（三） 從刀片入手解決鈦加工的問(wèn)題

鈦合金加工中的葉片槽磨損是前后切削深度方向上的局部磨損，通常是由前加工留下的硬化層引起的。加工溫度超過(guò)800℃時(shí)刀具與工件材料之間的化學(xué)反應(yīng)和擴(kuò)散也是造成溝槽磨損的原因之一。在加工過(guò)程中，工件的鈦分子積累在刀片的前部，在高壓和高溫下“焊接”在刀片上，形成芯片腫瘤。當(dāng)切屑從刀片上除去時(shí)，刀片上的碳化物鍍層就被除去了，所以鈦合金加工需要特殊的刀片材料和幾何形狀。

（四）適合鈦合金加工的工具結(jié)構(gòu)

鈦合金加工的焦點(diǎn)是熱，大量高壓切削液要及時(shí)準(zhǔn)確地噴射到切削刃上，才能夠快速地將熱量移除。市場(chǎng)上有專門用于鈦合金加工的銑刀獨(dú)特結(jié)構(gòu)。