钛合金锪钻改进与优化设计
钛合金的深孔钻削加工工艺分析及其改进方法
屑困难 ， 工艺系统刚性差 ， 切削效果不理想 。其存在 １ Ｊ 的主要 问题有 ：
（） １冷却 、 滑与排 屑 问题 。这 是深孔 加工本 身 的 润
特点决定 的。
（） ２ 切屑的处理 问题 。主要指 分屑 、 屑和 断屑 三 卷
个 相互联 系的方 面。
此合金 组织稳 定 ， 高温 变 形性 能 好 ， 性和塑 性 好 ， 韧 能
决。
２ 钛 合 金 材 料 的 性 能分 析
２ １ 钛合 金的种 类及 其组织 结构 ．
钛是 同素异 构体 ， 熔点 １２ ￣ ８２Ｃ 同素异 构 ７０Ｃ，８ ￣为
转变 温度 。ａ ｉ —Ｔ 是低 温稳定 结构 ， 呈密 排六方 品格 ； Ｂ Ｔ 是 高 温稳 定结 构 ， 体心 立 方 晶格 ［ ｉ 呈 。室温 下 钛
维普资讯
石
・
油 仪
器
２０ 年 ０ 月 ０７ ８
９ ・ Ｏ
Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ Ｍ Ｉ ｓ Ｕ Ｎ Ｓ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ １ ＭＥ Ｔ
Ｔ ４ Ｔ ６等。 Ｃ、Ｃ
（） ４ 钛合金 的化学 活性 高 ， 与空气 中的 氧、 、 能 氮 氢 等气 体 发生 化 学 反 应 ， 生成 ＴＯ 、 ｉ Ｔｌ 等 硬脆 层 ， ｉ２ＴＮ、ｉ
维普资讯
石
油
仪
器
・８ ・ ９
２０ ０７年
第２卷 １
第 ４期
ＰＥＴＲ０ＬＥＵＭ ＮＳ Ｉ ＴＲＵＭ ＥＮＴＳ
・
经 验交流 ・
钛合 金 的 深孔 钻 削加 工工 艺 分 析 及其 改 进 方 法
高世博
（． １ 西安石油大学 摘
秦泓江
陕西 西安 ）
浅析钛合金孔加工技术
２在钛合金孔加工过程 中出现的问题 钛合金 的性能特点要求钻 削在加工时钛合金需采用合适 的方 影 响 钛合 金 孑 Ｌ 加 工 质量 的因 素有 很 多 。 通 过 了解 钛 合金 性 能特 式 。 一般采用低转速 ， 适 中的进给量 ； 在加工深孑 Ｌ 时要勤退刀并及时 点， 分 析其 加 工特 性 ， 结 合 在加 工 中出 现 的 问题 ， 钛 合金 加 工 的难 度 清 除 切屑 ， 注 意 切 屑 的形 状 和颜 色 。如在 钻 削 过 程 中切 屑 出 羽状 或 主 要体 现 在 以下 几 点 。 颜 色 变化 时 ， 表 明 钻头 已钝 ， 应 及 时换 磨 刀 刃 。
科 技创 新与应 用 ｌ ２ ０ １ ５ 年 第１ ７ 期
科 技 创 新
浅 析钛 合 金 孔加工 技术
沈 响
（ 江苏省 交通技师 学院 ， 江苏 镇江 ２ １ ２ ０ ０ ６ ） 摘 要： 钛合金材料具有密度 小， 硬度和比强度高， 抗腐性能强等优 点， 在航 空、 航天领域 中得到广泛的应用。 但其加工性能较差 ， 在 很 大程 度 上制 约 着钛 合金 零 件加 工 质 量和 生 产效 率 ，尤其在 钻 孔 和 攻丝 方 面表 现较 突 出。文 章 主要 叙 述钛 合金 的性 能特 点 ， 分析影响钛合金孔钻 削加工的因素， 并提 出改进钛合金孔钻削加工的相应措施。
关键词： 钛 合金 ； 孔加 工 ； 加 工技 术
１钛合 金性 能 特 点
钛 合金 时 刃 口锋 利 、 磨 损小 ， 效 率 有 了显 著 的提 高 ， 是 比较理 想 的刃
钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。 钛有两种同质 具材料 ，如果没有条件可以选择高速钢 Ｍ４ ２ ， Ｂ ２ ０ １ 或硬 质合 金钻 异晶体 ： ８ ８ ２ ￣ Ｃ 以下为密排六方结构 ０ ｌ 钛， ８ ８ ２ ￣ Ｃ 以上为体心立方的 Ｂ 头。
基于PCD_刀具的TA15_钛合金精密铣削工艺优化及刀具磨损研究
Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2023, 12(5), 464-473Published Online October 2023 in Hans. https:///journal/methttps:///10.12677/met.2023.125051基于PCD刀具的TA15钛合金精密铣削工艺优化及刀具磨损研究罗育银*#，段周波深圳市创世纪机械有限公司，广东深圳收稿日期：2023年9月4日；录用日期：2023年10月17日；发布日期：2023年10月23日摘要采用聚晶金刚石(PCD)刀具对TA15钛合金进行高效精密铣削试验，对比研究主轴转速、铣削深度、铣削宽度及每齿进给量等铣削参数对钛合金加工表面质量的影响，根据优化的铣削参数开展PCD刀具的磨损实验研究。
钛合金铣削实验结果表面，当主轴转速N、铣削深度a p、铣削宽度a e、每齿进给量f z分别为12,000 r/min、3 mm、20 μm、0.02 mm/z时，PCD刀具侧铣TA15钛合金的切削性能最好，钛合金铣削表面粗糙度可达0.055 μm。
磨损实验结果表明，PCD刀具的磨损趋势与理论磨损曲线相吻合，经历初期磨损、稳定磨损、剧烈磨损三个状态，刀具磨损量及铣削表面粗糙度随铣削长度的累加而增长，当铣削长度为210 m时后刀面局部最大磨损宽度达到259.9 μm，同时钛合金表面粗糙度可达0.312 μm，表面存在少量的粘钛，但是刀具在铣削218 min后仍能保证一定的切削性能，能有效实现TA15钛合金长时间的高效精密铣削加工。
关键词PCD刀具，钛合金，TA15，磨损，铣削Process Optimization and Tools Wear ofPrecision Milling of TA15 Titanium AlloyBased on PCD ToolsYuyin Luo*#, Zhoubo DuanShenzhen Chuangshi Machinery Co., Ltd., Shenzhen GuangdongReceived: Sep. 4th, 2023; accepted: Oct. 17th, 2023; published: Oct. 23rd, 2023*第一作者。
钛合金切削质量的影响因素与改进措施
钛合金切削质量的影响因素与改进措施从大气、材料性能和含碳量三方面因素对钛合金切削性能进行分析，同时针对以上影响因素提出了相应的改进措施，为飞机制造和修理过程中钛合金结构的切削加工奠定了理论和实践基础。
钛合金材料具备比强度高、耐高温性好、抗腐蚀等优良的物理、化学性能，被广泛应用于航空航天、石油化工、海洋、能源和交通运输等工业领域。
随着现代飞机对隐身性能、抗疲劳性能和高强轻质等性能要求的不断提高，钛合金在飞机制造领域的应用日益广泛，飞机上采用机械加工的零部件所占的比例也相应增加，但基于钛合金本身的物理性质，其切削加工性较差，加工过程中导热性较差，切削时材料黏度较大，导致大量钛合金关键零件、重要零件的切削难度非常大，加工精度不容易保证，因此在飞机制造和修理领域中解决上述钛合金精密切削过程中存在的问题，对突破钛合金机械加工的技术瓶颈至关重要。
1、钛合金零件切削加工的影响因素钛合金不同于铝合金、合金钢和镁合金等金属材料，在高速切削情况下，无法保证其加工精度和加工质量。
造成其加工难度大的影响因素主要有以下两个方面：一是材料的固有属性；二是航空结构件的特殊性能要求。
钛合金材料的固有属性体现在以下三方面：①由于钛合金的导热性差，摩擦因数大，导致切削热不易传出，且集中在切削区和切削刃附近的较小区域内。
高温下切削刃的硬度降低，造成刀具寿命的缩短，严重时会直接影响加工零件的精度。
②钛元素化学性质活泼，在300℃以上，钛原子容易与大气中的氢、氧及氮等非金属元素发生强烈的化学反应，形成表面硬化层，在切削热的作用下，该部位温度升高，更容易与空气中的CO2和油脂中的碳元素发生化学反应，当含碳量＞0.12%时，会形成TiC硬质碳化物，进而加速切削过程中刀具的磨损。
③钛合金对含钛元素的刀具材料具有十分强烈的化学亲合作用。
④弹性模量E数值较小，抗拉强度与屈服强度比值较小，进而导致在机械加工过程中刀具会随着工件的转动发生较大的回弹，从而增加了切削摩擦力，加速刀具磨损，影响加工精度。
钛合金零件钳工钻孔、攻丝工艺探讨
钛合金零件钳工钻孔、攻丝工艺探讨摘要】：钛合金零件是现代机械加工的重要原材料之一，其获取来源广泛，使用方式简单，因此获得广泛的运用。
本文针对钛合金零件的钳工钻孔、攻丝工艺进行研究，对于优化其工艺生产提出了对应的措施建议，想将其分析阐述如下。
【关键词】：钛合金；零件钳工；钻孔；攻丝工艺探讨钛合金的特点是质量轻强度高，对比常规化的金属，钛合金得到了现代社会的关注。
结合钛合金零件的使用特点，这种材料的摩擦系数大，且导热性差，加工的时候热量不容易散去，也容易产生刀具表面烧伤的问题，该问题在钳工钻孔和攻丝的时候较为常见，对此，其运行的加工难度大，本文针对钛合金的零件钳工钻孔和攻丝技术进行了研究分析，对于优化钳工钻孔技术提出了对应的优化措施建议，现将其分析阐述方如下。
的抗腐蚀性高，且耐热性好，因此1.分析钛合金金属零件的使用特点钛合金金属零件中，“壳体零件”较为常见，其属于零组件安装的重要部件之一，且其属于整个零件的重要受力设备，加工时候整个装置的钻孔和加工的攻丝的精度高，处理材料也多为钛合金。
2.分析钛合金的物理特点钛合金具有比重小，强度高且热强度好的特定，结合热稳定性和抗腐蚀性的特点分析，其在运作中，可以不断减少产品的重量，提升整个装置的推重比和结构的抗热性能。
因此主要在航天航空，石油产业中较为常见。
对比传统的金属设备，钛合金的特点有①导热系数小，切削耐受温度不高，钛合金的导热系数是钛的二分之一，远低于铁和铝，可见，钛合金的切削温度低，温度控制要求低。
②钛合金的切削变形系数小，且单位面积的切削力大，经过切刃处理后，也会向上翻卷，且刀具单位面积上承重的压力也比常规的钢材大得多。
③化学活性问题，针对钛合金的温度特点，其在300℃高温下十分容易和刀具材料发生亲和性变化，产生较为明显的粘结问题。
3.基于钛合金的使用要求，分析其在钻工和攻丝方面的使用结果钛合金的加工难度大，这是因为钛合金本身的力学性质，化学，物理等特性，提升整个钛合金金属工具的实用特性。
钛合金大直径孔螺旋铣削工艺优化研究
钛合金大直径孔螺旋铣削工艺优化研究随着航空航天业的发展，对制孔精度和表面质量的要求越来越高，钛合金的应用也越来越广泛，目前钛合金不仅是航空航天业必不可少的金属材料，还在医疗器械和工具、冶金、造船业等行业有着广泛的应用。
但钛合金强度高，硬度大，热导率低，切削热不易散出，造成刀具磨损严重，严重影响刀具使用寿命，加工表面质量较差且效率低下。
螺旋铣孔时的刀具运动由刀具的自转、公转、轴向进给三方面构成，刀具中心呈螺旋线轨迹，是一个以铣带钻的过程，有利于切屑排出和散热(见图1)。
该技术可大幅减少轴向力，改善制孔质量，提高制孔效率，还可通过调节偏心量方便地实现“一刀多径”，得到航空制造业的青睐。
局部放大Please upgrade to full version of Magic Zoom图1 螺旋铣孔原理图(鼠标悬浮窗口放大，单击查看放大全图)飞机装配中直径1/2″以下的孔数量最多，因此螺旋铣孔技术的研究多集中于此。
但在关键承力部位还有一定数量的大直径孔，加工十分困难。
目前，大直径孔加工通常采用钻、扩、铰等多个工序，工艺复杂，需数十把刀具，加工成本昂贵，加工效率极低，一直是飞机装配中难点之一。
以12mm 直径螺旋铣刀为例，采用正交试验和极值分析等方法进行钛合金19.05mm(3/4″)大直径的螺旋铣孔工艺研究，分析了不同参数对加工质量的影响，优化了最佳加工参数。
研究有利于推动螺旋铣孔在大直径孔加工中的应用，同时对提高飞机装配效率、降低加工成本也具有重要意义。
1 试验设备与试验设计 1.1 试验设备与材料试验所用刀具为无涂层硬质合金螺旋铣孔刀具，直径12mm ，加工孔径19.05mm ，螺旋角35°，前角8°，后角15°，刀具刃数4，采用干切削方式。
试验工件材料为钛合金板，厚度5mm ，大小为120×250mm，钛合金的物理性能和力学性能见表1。
加工中心为DMC75Vlinear 五轴数控机床，采用三向Kistler 9257A 测力仪检测切削力，检测到的信号经Kistler 5007A 电荷放大器传输、数据采集卡进行采集，由Dynoware 测力仪软件进行实时显示；采用Wenzel LH65三坐标测量仪进行孔径检测，每个孔进行四点采样获取孔径数据；粗糙度测量采用三丰粗糙度检测仪，并用超景深显微镜观察刀具磨损情况。
飞机装饰型材零件锪窝加工工艺改进研究
飞机装饰型材零件锪窝加工工艺改进研究发布时间：2022-01-21T09:28:40.003Z 来源：《中国科技人才》2021年第30期作者：李婕[导读] 为解决飞机装饰型材零件锪窝加工质量不稳定问题，通过分析当前装饰型材零件锪窝加工现状，确定了锪窝故障的四个形成原因。
针对故障形成原因，从零件装夹、锪窝加工、锪窝检测、装饰型材防护等方面开展工艺改进，提高了装饰型材零件的锪窝加工效率和产品合格率，为装饰型材锪窝的工艺设计提供借鉴。
李婕中航西安飞机工业集团股份有限公司西安 710089摘要：为解决飞机装饰型材零件锪窝加工质量不稳定问题，通过分析当前装饰型材零件锪窝加工现状，确定了锪窝故障的四个形成原因。
针对故障形成原因，从零件装夹、锪窝加工、锪窝检测、装饰型材防护等方面开展工艺改进，提高了装饰型材零件的锪窝加工效率和产品合格率，为装饰型材锪窝的工艺设计提供借鉴。
关键词：装饰型材；锪窝；工艺改进1引言装饰型材主要用于飞机内饰零件的制造，安装在客舱侧壁、地板、门板、门帘、抽屉、厨房、梳妆台、救生舱、手电筒罩等部位。
装饰型材一般为特殊截面的高精度型材，其表面质量要求极高，装饰面不允许有压坑、碰伤、擦伤等缺陷存在，且发生划痕、擦伤等表面质量问题后无法修复。
锪窝铆接由锪窝孔与埋头铆钉进行铆接配合，因其具有无需改变标准铆接工艺过程，仅通过适当控制钉孔间隙即可提高铆接部位密封性及疲劳强度的优点，在飞机构件的连接中被广泛应用[1]。
锪孔是指在已加工的孔上加工圆柱形沉头孔、圆锥形沉头孔和凸台断面等，在加工时需要精确控制锪窝深度[2]。
部分装饰型材零件图纸有锪窝要求，需要在零件制造时完成锪窝，因装饰型材严苛的表面质量要求，以及当前零件制造阶段锪窝加工采用的工艺方法限制，导致锪窝加工质量极不稳定，易出现锪窝孔孔径超差、表面质量差、零件划伤等质量问题，进而造成零件报废。
因此，需要开展装饰型材零件的锪窝加工工艺改进研究，降低零件的锪窝难度，改善零件的锪窝质量，提高锪窝加工效率和产品合格率。
加工钛合金工件小直径内螺纹丝锥的改进
加工钛合金工件小直径内螺纹丝锥的改进由于钛合金的材料特点和攻小直径内螺纹的工艺过程特点，使得钛合金小直径内螺纹攻丝阶段困难重重，下文从钛合金小直径内螺纹切削的现状与钛合金小直径内螺纹切削不同过程的受力进行分析，提出对丝锥的改进措施，取得很好的效果。
标签：钛合金;小直径内螺纹;分析1 引言钛合金密度小，比强度高（密度一般在4.5g/cm3左右，大约是钢的60%），具有良好的耐热强度，在低温和超低温环境中仍能保持较高的力学性能，属难切削材料，特别是小孔攻螺纹十分困难。
如果使用未经改制的丝锥进行加工，往往会因为切削扭矩超过丝锥的强度极限而导致丝锥折断，报废率高，增加产品的加工成本，经过仔细研究，对丝锥进行了改进取得很好的效果。
2 钛合金攻小直径内螺纹切削过程受力分析（1）丝锥受力不均匀。
钛合金小直径内螺纹切削过程中，刀具的刃端切削部位都会参与其中，很容易就能看出，丝锥或者材料经过一圈的转动，参与切削的部位都会在螺距上前进一个单位，把材料多剥落一次，每齿的加工负荷较大。
切削锥在孔洞中切近时，切削面积慢慢扩大，当丝锥完成入孔的过程后，切削那的总体面积最大化。
工件的材质、切削部位在受到的摩擦力逐渐增强，切削层逐渐在高温中塑造变形时，会给钛合金带来稳定性影响。
攻螺纹丝中，丝锥刃端切削部位受到的力分别为横向力Fa、纵向力Fr与切入力Ft。
切入力对攻丝时的扭矩大小有决定作用，而横向与纵向受力对切削整个过程有影响，在丝锥正常工作条件下，由于同时工作的丝锥各切削牙的切削面积不等，当切削锥不够长时，角度较大，不同刃端切削部位的宽度会区别更大，所以，作用在丝锥各刃瓣上的径向力Fr的合力不等于零。
螺纹攻丝时切削锥会往纵向受力小的那边偏转，使锥体横轴偏转，从而往孔边靠近，使孔洞变大。
（2）扭矩不稳定。
其他材料攻螺纹时也存在扭矩不稳定这一问题，但钛合金攻小直径内螺纹会加大凸起。
切削扭矩，切削锥和接觸面摩擦扭矩，碎屑在储存槽内所产扭矩这几个部分有效组成了攻丝扭矩。
浅谈钛合金的深孔钻削加工工艺
浅谈钛合金的深孔钻削加工工艺作者：刘永平来源：《科技资讯》2012年第01期1钛合金深孔钻削加工时存在的问题在对钛合金进行深孔钻削加工时，由于这种加工工业需要在半封闭的情况下才能够进行，所以在加工时不能能对钻削的状况进行观察，同时，由于热量不能及时传散，对钛合金的切削效果产生直接影响，主要存在以下四个方面的问题。
第一，在进行深孔加工时，加工系统会出现冷却，排屑等问题，这都是由深孔加工工艺自身的特性决定的。
第二，在对钛合金进行深孔时，刀具内部会产生大量的切屑，这也是深孔钻削加工存在的问题之一。
第三，钛合金的深孔钻削加工，需要保证在较高的温度中进行，这就导致刀具的磨损程度加重，主要有粘结磨损和扩散磨损等，在很大程度上缩短了刀具的使用时间，降低了刀具的耐久性。
第四，深孔钻削还存在着导向的问题，这是因为深孔具有较大的长径比，而且对钻杆的长度和粗细程度也有要求，如果较细，则容易产生振动先下个，使得钻孔的导向出现偏斜现象，进而对整个工艺效果都有直接影响，所以深孔钻削加工的导向问题也是急需解决的问题之一。
2钛合金的深孔钻削加工工艺对钛合金进行深孔钻削加工时，主要有以下六个步骤。
第一，选择适当的深孔钻削加工系统。
如果进行钛合金钻孔的孔径小于30mm，那么可以使用DF加工系统，因为DF加工系统的机构更为简单，同时拥有强大的排屑能力，因此，这种加工系统具有广泛的应用。
如果钻孔的孔径较大，那么就可以采用BTA加工系统，因为它的冷却能力和润滑、排屑等能力都很强。
第二，选择结构合适的钻头。
进行深孔钻削加工的钻头主要有三种，即深孔麻花钻、枪钻和内部排屑深孔加工钻头。
如果需要进行钻孔的空进较小，一般为6mm，那么可以采用枪钻进行钻孔，如果钻孔的内径小于30mm，则可以使用深孔麻花钻或者内径较小的内部排屑深孔加工钻头进行钻孔；如果需要进行内径较大的深孔加工时，则多在内部排屑深孔加工钻头中选择合适的具体类型，一般来说最常用的是多刃错齿内部排屑的深孔加工钻，因为这种结构的钻头具有合理的刀片分布，并且可以保持较好的深孔加工的导向。
关于钛合金曲柄数控加工的工艺改进
关于钛合金曲柄数控加工的工艺改进
杨芳;张明强;刘国栋;伍浩;彭湘
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2016(0)16
【摘要】关于钛合金曲柄数控加工的工艺改进，主要是针对钛合金这种难加工材料，在加工过程中加工困难，刀具成本高，材料利用率不高的难题，通过工艺改进，零件外形由原来的铣削加工改为线切割加工的方法，解决了严重制约生产进度的难题，达到提高了生产效率及加工质量，降低生产成本的目的。
【总页数】2页(P158-158)
【作者】杨芳;张明强;刘国栋;伍浩;彭湘
【作者单位】中国兵器江南工业集团有限公司,湘潭,411027
【正文语种】中文
【中图分类】Z1
【相关文献】
1.钛合金端面槽精密数控车削加工工艺研究 [J], 张文明;杨新一;王勃
2.薄壁钛合金球壳封头的数控加工工艺 [J], 孙一丰
3.钛合金薄壁零件的数控车削加工工艺研究 [J], 韦应琴
4.针刺机用曲柄箱的加工工艺设计及数控程序编制 [J], 邱香菊
5.钛合金TC4压圈螺孔数控加工工艺研究 [J], 孙杰
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
切 削刃 区温度较 高 。
收稿 日期：０６～ 一Ｏ ２０ 仇 ５
现有锪钻 图纸为国外引进 ， 锪钻的导轴与 该 锪钻之间的连接方式是问隙配合加螺钉紧固。由
作者简介： 董宇 （９ ９ ） 男 ， １７ 一 ， 山东省费县人 ， 在读硕士
出窝， 但其质量一直不好且不稳定 ， 严重影响着钛
合金零件的加工质量和生产效率。通过对锪窝特
性的分析 ， 了影响钛合金锪窝的因素 ， 了解 着重对 锪钻结构 、 锪钻钻头材料及几何参数进行 了改进 和优化 。
２ ２ １ 锪钻 结构 ．．
（） ２ 切削温 度高。由于钛合金导热性 很差 ，
了一种指导思想 ， 也为钛合金 加工工具 的设计 和
研究做 出 了贡献 。
１ ６。 ．
３ 验证试验 与结论
验证试验取用 ５× ０ 的锪钻， ９。 采用锥度压
参考 献： 文
［］ １太原市金属刀具切削协会编 ． 金属切削实用刀具技术 ［ ］北 Ｍ．
京： 机械工业 出版社 。０ ２ ２０
随着航空业 的发展 ， 航空产 品的结构材料也
（） ３ 刀具磨损严重。切削刃处于高温高压条 件下 ， 使其容易与空气 中的氧和氮化合形成硬而 脆 的表层 ， 使刀具磨料磨损加剧。另外 ， 钛合金与
刀具材料 的化 学亲 和性强 ， 易和刀具 材料 中 容 Ｔ、 ｃ 等元素粘结 ， ｉ ｏ ｃ、 加重了刀具 的粘结磨损程
Ｖｏ． ３ Ｎｏ ３ １２ ．
３ｎ２ｏ ｕ．ｏ６
文章编号 ：０ ７—１８ （０ ６ ０ ｏ ｏ ０ １０ ３５ ２ ０ ）３一 ｏ ９— ３
钛合金锪钻改进 与优化设计
董 宇 陈 良玉
（ 东北大学机械工程与 自 动化学院 。 辽宁 沈阳 １００ ） １０４
摘
要： 在深入分析钛合金材料特性及切削性能的基础上， 针对钛合金锪钻在锪制过程中 存在的
２ ２ 钛 合金锪 钻 改进 ．
钛合金即在工业 纯钛 中加入合金元素 ， 以提 高钛的强度。根据加入的合金元素不同， 可分为
相、 ｐ相和 ｏ＋ｐ相 。其材料特性可归纳 ： 比 【 ① 强度高 ； ②热强度好 ； ③抗蚀性能好 ； ③化学 活性 大； ⑤导热性差。
１２ 钛合 金的切 削 特点 ．
紧连接导轴 ， 材料 Ｙ ８ 前角 ＝ 。 后角 。 Ｇ， ３， ＝ １。齿 数 Ｚ＝３ 齿 槽 粗 糙 度 ０ ８ ６， ， ． 。锪 制 一 个
中５ ｍ钛 合 金 孑 用 时 ５ｓ 一 把 锪钻 可 以连 续 锪 ｍ Ｌ ２， 制 １０余个 质量 良好 的窝 ； 未改 进 的锪 钻 在 相 ２ 用
度。
随之更新 。钛合金 以其 比强度高 、 机械性能及抗
蚀性 良好而成为飞机及发动机理想的制造材料。
但 由于钛合金材料的金属切削加工性能很差， 对
加工刀具 的结构及几何参数 的要求要比加工普通 材料的刀具复杂得多 ， 在很大程度上制约着钛合 金零件的加工质量和生产效率。本文从企业生产 实际角度出发分析了钛合金材料及其切削特性在
１ 钛合金材料性能及切削特点
１ １ 钛 合金 的材 料特 性 ．
钻头扭矩增大 ， 口 刃 磨损快 ， 又由于钛合金切削变
形系数小 ， 使得切屑在前刀面滑动摩擦的路程加 大 ， 速 刀具 磨 损 ， 加 此外 ， 由于钛 合 金 的化 学 活性 大， 使得它和刀具材料在高的切削温度和压力下 产生强烈 的化学反应 ， 引起磨擦 、 粘结 和扩散现 象， 因为这种反应可连续不断地形成钛与刀具材 料的熔成物。这种熔成物随切屑一起脱落 ， 因而 导致 刀具损坏 。
维普资讯
维普资讯
第 ３期
董 宇： 钛合金锪钻改进与优化设 计
２２ ３４ 切削刃表面粗糙度 ．． ． 切削刃前角 、 后角和齿槽 的粗糙度高低对保
得 了不错 的经济效益。综上 ， 此项研究不 仅解决
了企业生产中专用工具存在 的问题 ， 同时也为解
２ 钛合金锪钻的改进与优化设计
２ １ 钛 合金锪 窝特性 分析 ．
锪窝过程 中表现 出来的具体特点 ， 特别对刀具材 料、 结构和几何参数等进行了反复研究和试验 ， 并
采取了相应的措施 ， 使问题得到了很好的解决 。
由于钛合金 的导热系数低 ， 导致其热平衡性 差， 在切削区形 成高温 ， 加工后 回弹大 ， 造成锪窝
维普资讯
２ ０ 年６ 期 ０ 卷第３ 第２ ６ 月 ３
Ｊｕ ａ ｏＳｅ 沈 阳航空工业ｆ ｅ ｎｕｃ ｎ ｎｅｎ ｏｒ ｌｆ ｈｎａｇ ｎ ｉｔｏＡ ｒ ａｔａＥ ｇ ｅｒｇ ｎ ｙｎ Ｉ ｔｕ 学院学报 ｌ ｉ ｉ ｓｔｅ ｏ ｉ
典 型问题提 出了相应 的改进 和优化设计方案 ， 验证试 验证明可大 幅度提高 国家某重点工 程用钛 合金零 件的加工效率 。同时 ， 为其他钛合金加工刀具的研究和设计提供 了重要的理论 基础。
关键词 ： 钛合金 ； 锪钻 ； 改进 ； 优化
中图分类号 ：２ １２ Ｖ ６ ． 文献标识码 ： Ｂ
证产品质量也起到相 当重要 的作用。表面粗糙度 高能使排屑更加 流畅 ， 以有效避免 因排屑不畅 可 造成划伤工件表面的现象。因此必须保证切削刃
前角 、 后角和齿槽 的高粗糙度 ， 其数值应达到 ０４ ．
—
决其他单位的装配工具和零件加工刀具提供 了理
论依据和实践方法。因此说 ， 该研究结果实际上 是为今后装配工具和切削刀具的研究和设计提供
钛合金的材料特性决定 了其较差的切削加工 性能 ：
企业原有钛合金锪钻为国外引进， 切削性能 好、 耐用度高， 国产化后发现大多存导轴易掉、
（） １ 切削刃负荷重。切削钛合金时切屑变形
系数小 ， 近或小 于 １ 切削力集 中在切 削刃附 接 ； 近， 容易造成刀具 的崩刃。
切削性能差（ 不下屑） 及易崩刃现象 ， 能锪制 即便