鈦合金零件加工在機(jī)械制造業(yè)中占有重要地位

鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優(yōu)點(diǎn),是理想的航天工程結(jié)構(gòu)材料。在許多航空航天應(yīng)用中，鈦及其合金正在取代傳統(tǒng)的鋁合金。如今，航空航天業(yè)消耗的鈦材料約占全球生產(chǎn)總量的42%，并且從現(xiàn)在到2010年，預(yù)計(jì)對(duì)鈦材料的需求將繼續(xù)以?xún)晌粩?shù)的速度增長(zhǎng)。新一代飛機(jī)需要充分利用鈦合金提供的性能，無(wú)論是商用機(jī)還是軍用機(jī)市場(chǎng)，都正在推動(dòng)對(duì)鈦合金的需求。波音787、空客A380、F-22猛禽戰(zhàn)斗機(jī)、F-35聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)(也稱(chēng)為閃電Ⅱ)等新機(jī)型都采用了大量鈦合金材料。鈦合金材料的優(yōu)勢(shì)鈦合金具有高強(qiáng)度、高斷裂韌性以及良好的抗腐蝕性和可焊接性。隨著飛機(jī)機(jī)身越來(lái)越多地采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，鈦基材料用于機(jī)身的比例也將日益增大，因?yàn)殁伵c復(fù)合材料的結(jié)合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于鋁合金。例如：與鋁合金相比，鈦合金可使機(jī)身結(jié)構(gòu)的壽命提高60%。

由于鈦合金比普通合金鋼的加工更為困難，因此通常認(rèn)為鈦合金屬于難加工材料。典型鈦合金的金屬去除率僅為大多數(shù)普通鋼或不銹鋼的25%左右，因此加工一個(gè)鈦合金工件需要花費(fèi)的時(shí)間約為加工鋼件的4倍。為了滿(mǎn)足航空制造業(yè)對(duì)鈦合金加工日益增長(zhǎng)的需求，制造商需要增加生產(chǎn)能力，因此需要更好地理解鈦合金加工策略的有效性。典型的鈦合金工件的加工是從鍛造開(kāi)始的，直到80%的材料被去除而獲得最終的工件外形。

隨著航空零部件市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，制造商們已經(jīng)感到力不從心，加上因鈦合金工件加工效率較低而增加的加工需求，導(dǎo)致鈦合金加工能力明顯處于緊張狀態(tài)。一些航空制造業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)甚至公開(kāi)質(zhì)疑現(xiàn)有的機(jī)械加工能力能否完成全部新型鈦合金工件的加工任務(wù)。由于這些工件通常是由新型合金制成，因此需要改變加工方式和刀具材料。鈦合金Ti-6Al-4V鈦合金有三種不同的結(jié)構(gòu)形式：a鈦合金、a-b鈦合金和b鈦合金。商用純鈦和a鈦合金不能進(jìn)行熱處理，但通常具有良好的可焊接性；a-b鈦合金可進(jìn)行熱處理，大多數(shù)也具有可焊接性；b和準(zhǔn)b鈦合金完全能進(jìn)行熱處理，且一般也具有可焊接性。

鈦合金零件加工在機(jī)械制造業(yè)中占有很重要地位，鈦合金材料的切削加工一直是當(dāng)前加工工藝技術(shù)的難點(diǎn)。為了滿(mǎn)足航空航天對(duì)于鈦合金工件日益增長(zhǎng)的需求，我國(guó)的鈦合金切削加工必須有長(zhǎng)足的進(jìn)步。在基于國(guó)內(nèi)的材料、機(jī)床和管理等條件基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)鈦合金材料加工工藝路線的優(yōu)化、加工參數(shù)的優(yōu)選，提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，是推動(dòng)國(guó)內(nèi)鈦合金產(chǎn)業(yè)和航空航天工業(yè)發(fā)展的重要因素。文中設(shè)計(jì)的內(nèi)腔圓柱面精加工鏜刀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造使用都很方便，解決了球環(huán)框架零件加工工藝難題。