沈陽機(jī)床配件現(xiàn)今，鋁合金材高效高速數(shù)控加沈陽機(jī)床配件工機(jī)床技術(shù)已相當(dāng)成熟，并得到了廣泛應(yīng)用。隨著鈦合金材整體構(gòu)件在大型飛機(jī)上的應(yīng)用增多，其切削加工的低效已成為大型飛機(jī)快速制造的瓶頸，配置有高功率高轉(zhuǎn)矩主軸的鈦合金材高速數(shù)控MC沈陽機(jī)床配件機(jī)床已成為許多航宇制造業(yè)用戶特別關(guān)注和優(yōu)先考慮的現(xiàn)代化先進(jìn)關(guān)鍵制造裝備之一。所有這些，促使工業(yè)界更加關(guān)注鈦合金材HEM-HSM加工技術(shù)及其裝備的發(fā)展與工業(yè)應(yīng)用。世界許多著名數(shù)控機(jī)床和主軸制造商也都加強(qiáng)了對該技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)研究力度，一些機(jī)床制造商甚至還成立專門的研發(fā)中心，積極為航宇制造業(yè)推出了多種類型用于大型復(fù)雜鈦合金材整體結(jié)構(gòu)件HEM-HSM加工應(yīng)用的數(shù)控加工機(jī)床。
眾所周知，直到目前為止工業(yè)界對高速加工沈陽機(jī)床配件技術(shù)HSM還未有一種統(tǒng)一、明確、權(quán)威和公認(rèn)的定義。實(shí)際上，HSM 技術(shù)中“高速”是為一種相對性概念，對不同工件材料或不同切削工藝類型其HSM定義的“高速”速度范圍則是不同的。鈦合金材相對材料可加工性Kr僅為0.22~0.35，屬很難切削加工之金屬材，其高速切削速度范圍（100~1,200m/min）遠(yuǎn)低于鋁合金材（2,500~7,500m/min）。比如一把直徑50mm刀具，在主軸轉(zhuǎn)速4,000r/min時(shí)其切削速度為628m/min，對沈陽機(jī)床配件鋁合金材而言，這挨不上高速的邊，但對鈦合金材而言，這已是較高速了。顯然，用于鈦合金材HEM-HSM加工應(yīng)用的高速數(shù)控加工機(jī)床明顯不同于鋁合金材場合，簡單地講，對鋁合金材需要高功率高轉(zhuǎn)速主軸的數(shù)控加工機(jī)床，對鈦合金材則需要高功率高轉(zhuǎn)矩主軸的數(shù)控加工機(jī)床。
鈦合金材為何難切削加工
鈦合金材具有高強(qiáng)度、高硬度和低密度材料特性，如鈦合金Ti-6Al-4V（簡稱Ti-6-4）抗拉強(qiáng)度達(dá)900MPa，硬度為250∼375HB，密度4.42 g/cm3，使得鈦合沈陽機(jī)床配件金材整體結(jié)構(gòu)件除在現(xiàn)代軍用飛機(jī)上得到廣泛應(yīng)用外，在現(xiàn)代大型客機(jī)上也得到了越來越多的應(yīng)用，其用材重量占飛機(jī)結(jié)構(gòu)總重量百分比數(shù)呈現(xiàn)快速上升趨勢，并已開始超過了鋼結(jié)構(gòu)件。因此，實(shí)現(xiàn)鈦合金材結(jié)構(gòu)件高效率切削加工已成為大型飛機(jī)制造生產(chǎn)之關(guān)鍵。然而，和鋁合金材相比，鈦合金材屬很難加工金屬材，其切削加工的難點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下若干方面：
大切削力
眾所周知，通常金屬材料的硬沈陽機(jī)床配件度和強(qiáng)度越高，則其切削加工所需要的切削力就越大，切削溫度就越高，刀具磨損就越快，故相對可加工性也就越差。如鋁合金材相對可加工性系數(shù)Kr為2.0∼7.5，高強(qiáng)度鋼Kr為0.3∼0.7，鈦合金Kr為0.22∼0.35，而航空高強(qiáng)度高溫合金Kr僅0.07∼0.3。因此，和切削加工鋁合金等輕金屬材相比，鈦合金材切削加工需要更大切削力，通常需近1,000∼數(shù)千牛（Newton，N），是普通鋼材的2∼4倍，是鋁合金材的10∼40倍。如用一把4齒直徑32mm的端銑刀，切深19mm，以20 cm3/min金屬切除率切削加工鈦合金材時(shí)將會產(chǎn)生4,445N (1,000 lbs)負(fù)載力，若刀具磨損50%，負(fù)載力將增加至8,890N。因此，加工鈦合金等硬合金材需要大切削力就意味著需要高轉(zhuǎn)矩主軸，或就意味著僅允許使用較低切削速度沈陽機(jī)床配件，大約僅為鋁合金材時(shí)的10%。
高切削溫度
切削加工鈦合金材時(shí)，通常切屑與刀具前刀接觸面較小，切削點(diǎn)的溫度極高，可達(dá)1,100~1,200℃左右，切削區(qū)高溫狀態(tài)易使刀尖很快熔化或粘結(jié)，導(dǎo)致刀具磨損嚴(yán)重。
此外，鈦合金材熱傳導(dǎo)系數(shù)低，大約僅為合金鋼的15%，鋁合金材的5%，（鈦熱傳導(dǎo)系數(shù)15.24 W/mK；鈦合金Ti-6-4為7.56 W/mK；AISI 沈陽機(jī)床配件4340 合金鋼為44.6 W/mK；45號鋼為50.2 W/mK；7075鋁合金為130W/mK），大約80%切削加工過程中所產(chǎn)生的熱量傳入到刀具中，而不像典型高速切削加工鋁合金等金屬材那樣有75%熱量傳入到切屑中，傳到刀具僅約15%。因此，鈦合金切削過程中刀具切削點(diǎn)的高溫?zé)崃亢茈y由切屑快速帶走，加速了刀具磨損。這也就決定了對鈦合金材必須采用高壓大流沈陽機(jī)床配件量冷卻液切削加工。
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