钛合金薄壁工件加工难点及原因分析

    在机械制造业中，钛合金材料具有其他金属材料无法拥有的特点：比强度高，热强性高，抗蚀性好；合金密度仅为钢的58%，因此利用钛合金材料做成的薄壁壳体结构件，将成为国防产品通用工件。由于工件壁薄，加工容易变形，径向夹紧力使工件产生弹性变形，刀具磨损快使加工尺寸不稳定，不易保证加工质量，使工件废品率及加工成本居高不下，工件加工变形一直困扰技术人员及加工操作者。
　　传统的钛合金薄壁工件加工不注重刀具材料、切削要素的选择，使加工刀具磨损快，变形增大；仅采用单一的车削加工工艺，而不是遵循逐渐循环的消除加工应力工艺技术；加工中采用的消除夹紧变形的夹具设计不当；加工后又不注重尺寸稳定性的工艺措施；薄壁钛合金工件加工最大的瓶颈是材料难加工、尺寸精度及形位公差要求高、壁薄易变形，影响加工变形因素有很多，主要体现以下几个方面。
　　（1）工件壁薄切削热的产生引起变形  
　　钛合金材料的导热系数小于不锈钢和高温合金的导热系数，散热条件差分别是铁和铝的1/4和1/16，使切削区温度迅速上升，积于切削刃附近不易散发，造成加工的刀尖附近应力集中，造成刀具磨损崩刃，造成工件变形。
　　（2）工件刚性差切削过程中机床振动及切削要素不合适产生变形  
　　薄壁工件刚性差，受机床振动等因素造成加工薄壁钛合金材料工件时，不合适的切削速度使切削过程中产生振动，引起变形。
　　（3）工件切削过程中径向夹紧力产生变形  
　　钛合金薄壁工件加工装夹时，在径向夹紧力的作用下，易引起弹性变形，从而影响工件的尺寸精度及形位公差要求。
　　（4）工件切削过程中应力释放产生变形  
　　钛合金薄壁工件加工过程中，每进行一次切削金属时，应力将释放出来，造成工件变形。