曹克伟，李佳，徐燕申，朱赴安

　　(天津大学 机械工程学院，天津 300072)

　　摘要　　文章对钛合金的物理性能、化学性能以及切削性能进行了详细地分析。根据产品技术要求，文中介绍了一种新的钛合金电缆端子数控加工工艺方法，其中包括利用加工中心的可编程性合理编制数控加工程序，利用加工中心的操作人性化之特点优化切削参数。文章运用了对比的方法介绍了合理选择刀具几何形状以及采用普通高速钢钻头和立铣刀加工高精度大孔径比钛合金孔的加工工艺路线和措施。并通过实际样件的加工验证了改进刀具、优化切削参数及加工工艺方法的实用性。

　　关键词　　钛合金;数控加工;加工工艺;电缆端子

　　0 引言　　钛合金材料以其高强度、耐高温、抗腐蚀、轻质等良好的综合物理机械性能，被广泛应用于航天、航空、航海、石油、造船等工业领域。但与传统金属材料相比其机械加工性能相对较差，主要体现于如下几个方面[1]：
　　(1)切削条件要求较高。钛合金材料对切削速度非常敏感，欠合理的切削参数选择会极大地缩减刀具的寿命。
　　(2)切削温度高。钛合金材料导热系数小，散热条件差，在切削过程中刀具与切屑间的摩擦系数大，切削热集中于刀刃附近，因此，会造成切屑与刀具接触界面温度过高。
　　(3)弹性恢复大。钛合金弹性模量小，在切削力作用下产生较大的弹性恢复。对大径深孔加工来说，由于孔收缩量较大，故易造成钻头刃带与孔壁间产生摩擦，严重时可能导致钻头“抱死”。大回弹量将使刀具的实际切削后角减小，加剧了后刀面与加工表面间的摩擦。
　　(4)刀尖应力大。计算结果表明，钛合金材料的切削应力约是中碳钢的1.3倍。由于刀尖附近应力集中，所以刀尖或切削刃极易磨损。
　　(5)变形系数小。加工钛合金时，经常可以看到形成挤裂的切屑，且刀具易磨损，其主要原因是切屑沿着前刀面流出的速度大于其他材料对前刀面的摩擦。
　　(6)化学活性高。在一定切削温度条件下，钛吸收大气中的氧、氮、氢等元素，而形成氧化钛、氮化钛和氢化钛薄膜，使表面层硬化和变脆，降低了塑性，加大了加工硬化程度，从而加剧了刀具磨损。
　　(7)粘结磨损及扩散磨损较突出。切削时由于钛合金的亲和力大，而使摩擦表面的接触点容易相互粘结。在相对运动下，带走刀具材料而造成粘结磨损。
　　针对上述问题，本文紧密结合钛合金电缆端子零件的生产，着重研究和探讨钛合金材料的数控加工工艺方法和实用技术，其中包括刀具几何形状的合理选择、切削参数优化、以及采用普通高速钢钻头和立铣刀加工高精度大孔径比钛合金孔的加工工艺路线和措施。

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