鈦及鈦合金是一種綜合機械性能良好的工程材料，其主要性能特點是比強度高、熱強性能好，耐腐蝕性能優良，在航空、航天、船舶、石油、化工等工業領域得到日益廣泛的應用。中國船舶重工集團總公司七二三所生產的天線座上的殼體、傳動軸等主要零件均為鈦合金鑄件。

　　從切削刀具耐用度、加工表面的質量及切屑形成和排除的難易程度等方面來衡量，鈦合金屬于難加工的材料。而搜索雷達天線座精度要求非常高，加工面的粗糙度要求也高，使鑄件的尺寸和形位公差要求非常嚴，加上天線座上各主要零件都是為了滿足限制質量要求而設計的薄壁件，給機加工帶來了很大的困難。總結鈦合金鑄件的加工規律和經驗，對生產具有十分重要的意義。

　　鈦合金切削加工的特點由于鈦合金自身的物理和化學特性，使得鈦合金切削加工具有如下的特點。

　　（1）鈦合金的彈性模量約為碳鋼的1/2，屈強比大，摩擦系數大，使得鈦合金在加工時極易產生較大的回彈變形，從而影響零件的加工精度。

　　（2）鈦合金的導熱系數小，約為碳鋼的1/5，機加工時切削熱量不易散發，導致切削刃上產生較大的溫升，而使刀具磨損。

　　（3）鈦合金加工時切屑不易分離，容易與工件產生粘結現象，從而影響工件表面的粗糙度。

　　（4）鈦合金在高溫時其化學活性很高，機加工產生的熱效應會使其表面形成非常堅硬的氧化層，加快刀具磨損。

　　（5）鈦合金的切屑與刀具接觸面小，只有碳鋼的1/2，其切削刃上承受的應力約為碳鋼的1.5倍，使刀具容易磨損和崩刃。

　　鈦合金鑄件機加工時除具有上述特點外，由于壁厚通常較薄，剛性差，加工時容易產生裝夾變形，而且加工余量小，劃線找正困難，容易造成廢品。另外，大型鑄件澆鑄成分不均勻，硬度有差異，會給機加工帶來更大的困難。

　　鈦合金鑄件機加工的幾項原則要想獲得合格的產品，鈦合金鑄件在機加工過程中，必須要遵守以下幾項原則。

　　（1）合理安排工藝路線。在粗加工前，鉗工要劃全線，檢查所有加工面，保證各面加工余量均勻，變形的加工面要加以校正，以保證每個加工面都有加工余量；對于復雜的鑄件應先加工容易出現鑄造缺陷的面，以便及時發現鑄造缺陷，并采取相應的補救措施。

　　（2）對于自身結構剛性差的零件，可以采取鑄造時增加輔助加強筋，或在粗加工前焊接輔助加強筋的方法來提高結構剛性，以減小加工變形。

　　（3）尋找合適的裝夾方式。鈦合金加工時切削振動大，工件必須裝夾牢固，防止切削時移動，但過大的夾緊力很容易使工件產生變形，如何處理這一對矛盾是能否加工出高精度鈦合金零件的關鍵之一。裝夾點要多，裝夾面要大，必要時增加輔助支撐，切削過程要注意觀察變形情況。

　　（4）選擇合適的切削參數（如切削速度、切削深度、進給量等）。切削速度要低，以降低切削刀刃的溫度；切削深度要深入到氧化層以下，防止刀具磨損和崩刃；進給量要適中，這樣能有效提高加工效率，降低生產成本。

　　（5）粗、精加工時切削情況有很大的差別，因此切削刀具牌號要根據不同情況進行選擇；但一般不要用含鈦的刀具材料，因為切削時刀具和工件溫度都很高，刀具中的鈦很容易與材料中的鈦發生親合現象，從而影響刀具的切削性能。

　　（6）冷卻液具有潤滑、冷卻、清洗和防止粘刀等作用，合理地應用冷卻液乃是提高生產率、改善被加工零件表面質量的方法之一。在普通切削條件下，用高濃度極壓乳化液就可以。

　　（7）選擇剛性好的機床，且機床各部分間隙要調整好，機床主軸的徑向跳動要小，刀具要裝夾牢固，刀具切削部分要短，以減小切削振動，提高刀具耐用性。

　　（8）切削過程中不能停止走刀，一旦停車時若刀刃和工件還在一起接觸，就會引起鈦合金工件的加工硬化，產生燒結，擠裂和損壞刀具。

　　（9）通常零件應分粗、精兩道工序加工，零件精度要求特別高，中間還應安排去應力的熱處理工序和半精車工序，以保證精度要求。

　　3車削和鏜削加工的要點車削和鏜削加工情況很相似，工件裝夾和找正的方法也基本一樣，刀具的角度也一樣，其加工要點如下。

　　（1）車削和鏜削加工時首先要選擇好刀具材料，在切削鈦合金坯料外表層時，溫度過高的鈦屑和刀具表面的摩擦，能使刀具表面受到嚴重的磨損，堅硬的氧化層能使硬質合金刀面受損，這就要求刀具材料在高溫下仍能保持足夠的硬度和良好的耐磨性、耐熱10H等硬質合金刀具，精加工時用YG8W、等硬質合金刀具。

　　（2）要磨好車刀和鏜刀，前角V為10°～另外，粗加工時切削速度要低，切削深度要深，刀尖圓弧半徑R為0.2mm；精加工時切削速度要高，切削深度要小，刀尖圓弧半徑（3）鈦合金的彈性模量小，其讓刀系數與別的材料有很大差異，尤其精加工的most后一次切削時，切削量很小時容易形成切削后回彈變形，無法保證尺寸精度，因此，在most后的精加工前一定要留有合適的切削余量。

　　（4）鏜削深孔時常出現上邊尺寸合格而下邊尺寸變小的倒錐孔，除刀刃磨損外，刀桿剛性不夠也是一個重要因素，因此，提高刀桿剛性可有效防止這種現象發生。

　　4銑削加工的要點鈦合金鑄件的銑削加工是機加工中工作量most大、難度也比較大的工序，其要點如下。

　　（1）銑削鈦合金時，鈦屑極易與刀齒粘結，使刀齒磨損加劇甚至崩刃。選擇合適的銑削方式以及銑刀與切削面的位置有助于解決上述現象。粗加工去表層氧化皮時切削力大，應采用逆銑，避免工件產生過大振動，其它情況下采用順銑，可減少切屑粘結，減小刀具磨損。

　　（2）粗加工時應加大銑削深度，避免直接切削氧化皮，降低銑削速度；精加工時應減小銑削深度，盡量提高銑削速度，以保證加工表面粗糙度。刀具應盡可能選用硬質合金。

　　（3）銑削鈦合金鑄件時基準面的選擇特別重要，一定要根據工件剛性來確定裝夾面，然后再確定各個加工面之間的先后加工順序，應盡量減少裝夾次數，以減少工件變形。

　　（4）為了提高加工效率和刀具耐用性，立銑時刀的角度most好進行修磨，推薦參數為前前段修磨成3°，刀尖圓弧半徑5鉗工加工的要點鈦合金鑄件加工從開始到結束，貫穿了鉗工工序，鉗工水平的高低對鈦合金鑄件的能否順利加工有很大影響，其要點如下。

　　（1）鉗工在劃鑄件加工線時，通常情況下鑄件本身壁厚加工余量不大，因此，劃線時要嚴格按照加工基準來找正，兼顧其它加工面，加工后壁厚應均勻。一旦發現鑄件有缺陷時，應采取補救措施加以補救，如對缺陷處加以補焊，對變形處給予整形，盡量使加工余量均勻。

　　（2）鉗工在對鈦合金鑄件整形時，既應考慮到鈦合金的彈性模量小，用力過小時，容易產生回彈而達不到整形的目的，又要考慮到鑄件壁厚較薄用力過大時，容易損壞零件。

　　因此，整形時通常敲擊大面，同時用力又不要過猛。

　　（3）鈦合金的鉆削加工，其切削力大，排屑困難，鉆頭耐用性差，要對鉆頭加以改進，減少鉆頭與工件之間的摩擦，以減少切削熱。

　　前角V與普通麻花鉆的前角相同，頂角為比普通麻花鉆的后角要小4°～6°，橫刃取普通鉆頭的1/2，棱刃略帶一點后角，螺旋角為25°～30°。鉆孔時進給量要小，進給速度要均勻，當發現切削阻力增大或切屑形狀、顏色不對時，應及時更換鉆頭或重新磨刃。

　　（4）鈦合金鑄件上攻絲更是難點。由于鈦合金具有彈性模量小、摩擦系數大、熱擴散率低的特點，攻絲時絲錐與工件的接觸面積大，切屑容易粘結，造成摩擦力矩大，使絲錐耐用性下降或折斷。采用修磨絲錐方法，將絲錐校準部分修窄，底孔直徑加大0.1mm，采用均勻而慢速的手攻，保持有足夠的冷卻液，可以有效解決這一問題。

　　磨削加工的要點有些鈦合金軸類零件，因其尺寸較大，沒有大的棒料，也設計成鑄件。其精度要求高時就需磨削，其要點如下。

　　（1）鈦合金磨削時，其韌性大，強度高，磨屑不易分離，磨削力大，粘附性強，磨屑很容易粘附在砂輪表面，磨削發熱現象嚴重，磨削溫度高，極易燒傷加工件表面，產生燒傷裂紋。

　　（2）磨削鈦合金時，應選用專門的綠色碳化硅砂輪，粗磨時可用46的，精磨時可用的中軟砂輪磨削，效果most好。

　　（3）磨削速度要低于普通磨削速度，磨削深度也要淺，工件可選用較高轉速，以防止溫度過高燒傷工件。

　　（4）冷卻液應選用清洗效果好的，如水溶液等。冷卻液的壓力和流量要保證能夠有效地沖走磨屑，防止砂輪表面粘結，提高工件表面磨削質量。