航空航天用钛合金加工：切削力、刀具磨损与工艺优化

在航空航天零件加工里，钛合金是常客。轻量、高强、耐高温，但同时，它也有“难加工”的标签。切削钛合金，你会发现它和铝、钢完全不同——切削力大、刀具磨损快、热量不易传导。

切削力是核心难题

钛合金导热差，切削区热量集中，刀具容易高温磨损。切削力过大会带来：

· 刀具变形甚至断裂；

· 工件表面划伤或起毛刺；

· 长时间加工导致机床振动放大，精度下降。

所以在加工前，要仔细选择切削参数：降低切削深度、控制进给速度、选择合适的切削角度，让刀具工作在“舒适区”。

刀具磨损规律

钛合金加工中，刀具磨损主要有三种：

· 磨刃磨损：刀刃逐渐钝化，切削力增加；

· 刀尖崩裂：高速加工下，刀尖承受冲击力而破损；

· 涂层脱落：涂层受高温或切削力破坏，影响刀具寿命。

解决办法是选用高性能刀具，如硬质合金或涂层刀具，定期检查磨损，并根据工件形状调整刀具长度和切削策略。

工艺优化小技巧

· 分区加工：先粗加工去掉大块材料，再精加工保证表面质量。

· 刀具路径优化：避免刀尖频繁急转，减少冲击力。

· 冷却润滑：使用雾化切削液或气体冷却，控制温度，提高刀具寿命。

· 机床刚性：选择刚性好的机床，防止长时间切削导致振动。

工程实践

在飞机发动机叶盘加工中，如果切削力控制不好，刀具磨损快，表面会出现划伤或振纹。通过分区加工、合理切削参数和涂层刀具，能够在保证精度的同时，将刀具寿命延长 2~3 倍。

总结

钛合金加工不是单纯依靠刀具硬度就能解决的。切削力、刀具磨损和工艺参数三者互相作用，需要综合考虑。掌握这些原则，才能高效、安全地完成航空航天零件加工。