鈦合金零件加工在機械制造業(yè)中占有重要地位

鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優(yōu)點,是理想的航天工程結(jié)構(gòu)材料。在許多航空航天應用中，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，預計對鈦材料的需求將繼續(xù)以兩位數(shù)的速度增長。新一代飛機需要充分利用鈦合金提供的性能，無論是商用機還是軍用機市場，都正在推動對鈦合金的需求。波音787、空客A380、F-22猛禽戰(zhàn)斗機、F-35聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(也稱為閃電Ⅱ)等新機型都采用了大量鈦合金材料。鈦合金材料的優(yōu)勢鈦合金具有高強度、高斷裂韌性以及良好的抗腐蝕性和可焊接性。隨著飛機機身越來越多地采用復合材料結(jié)構(gòu)，鈦基材料用于機身的比例也將日益增大，因為鈦與復合材料的結(jié)合性能遠遠優(yōu)于鋁合金。例如：與鋁合金相比，鈦合金可使機身結(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，因此加工一個鈦合金工件需要花費的時間約為加工鋼件的4倍。為了滿足航空制造業(yè)對鈦合金加工日益增長的需求，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的快速增長，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)的領軍企業(yè)甚至公開質(zhì)疑現(xiàn)有的機械加工能力能否完成全部新型鈦合金工件的加工任務。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鈦合金不能進行熱處理，但通常具有良好的可焊接性；a-b鈦合金可進行熱處理，大多數(shù)也具有可焊接性；b和準b鈦合金完全能進行熱處理，且一般也具有可焊接性。

鈦合金零件加工在機械制造業(yè)中占有很重要地位，鈦合金材料的切削加工一直是當前加工工藝技術(shù)的難點。為了滿足航空航天對于鈦合金工件日益增長的需求，我國的鈦合金切削加工必須有長足的進步。在基于國內(nèi)的材料、機床和管理等條件基礎上，進一步加強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，是推動國內(nèi)鈦合金產(chǎn)業(yè)和航空航天工業(yè)發(fā)展的重要因素。文中設計的內(nèi)腔圓柱面精加工鏜刀，結(jié)構(gòu)簡單，制造使用都很方便，解決了球環(huán)框架零件加工工藝難題。