數控加工技術在鈦合金材料加工中的應用研究

摘 要：隨著當前科技力量的不斷發展，應用鈦合金不僅能夠實現在空間技術以及海洋技術當中提升其整體總建設材料的堅固性，而且在一些民用鈦合金建造的構件當中，也可以獲得較高的質量提升。但是由于鈦合金自身有一定的加工難度，這使得其在應用的過程當中，制約了它總體的發展速度。對此，本文主要提出了針對鈦合金材料難以加工的特性，以及在后期操作的過程中，如何應用數控加工的技術對其整體進行處理。

關鍵詞：數控加工技術;鈦合金材料;應用研究

一、鈦合金材料的加工難點

鈦合金的材料本身就屬于不易加工材料，因此在其整體加工的過程當中，如果選擇的刀具或者是配合的機床參數設計不正確，就會導致加工過程中，不僅會使其材料出現高溫變形的情況，甚至可能會出現結構表面碳化，進而直接導致最終加工出來的零件存在著精密度較差的現象。并且，由于其自身的堅固程度較高，如果刀具選擇的不正確，也會導致鈦合金對刀具的磨損，使其刀具消耗過快。對此，加工人員必須要掌握該材料的具體性能，并通過對刀具的合理選擇來進行有效的處理，這樣才能夠通過對新型技術的有效應用，實現對其參數重新設置，再通過先進的數控加工技術來解決當前所存在的一些問題。畢竟，鈦合金整體金屬的強度較高且密度較小，這使得其自身堅固程度較高，而且與其他金屬相比，鈦合金自身的導熱性能良好，具有較高的耐腐蝕性，這也使得其自身的彈性模量較低，因此在進行加工鑄造的過程中，鈦合金就比較容易產生彈性形變，這也使得在同等條件下進行鋼加工的過程要比進行鈦合金加工過程輕松很多。在一致的載荷條件下，鈦合金自身的結構強度較高且熱穩定性較好，這也使得其自身加工難度變得更大，從而需要加工人員對其進行嚴格的控制，這樣才能夠保證鈦合金可以發揮出自身的優良性能。

二、數控加工中針對鈦合金材料的刀具選擇

由于鈦合金自身加工難度較大，且合金成分較多，這也使得合金元素與碳元素所構成的這種碳化物質既不如既不溶于金屬當中，又不會隨這凝結核的長大而變大，而是以極為細小的顆粒形式遍布在其整體的邊界晶體當中，進而保證通過自身晶體強化的結節程度，以強化晶體邊界，這樣在外力的作用下，其晶體邊界就會出現滑移的現象，這也使得鈦合金自身就會顯現出超強度的硬質特性。因此，在加工的過程當中，就必須要保證通過更大功的力量對其進行沖擊，這樣才能夠實現對其整體的切割。但是，在這一過程當中，勢必就會產生更多的熱能，進而使刀具表面出現碳化效果，同時由于其切線非常容易出現黏連、熔接的情況，這也會導致在刀尖周邊形刀積瘤。又由于它不像普通鋼在切割時可能會在其表面出現流動性高熱，這也使得在刀屑切割的過程當中，會出現月牙磨損坑，進而致使其刀片在前后切割時都會受到損傷。此外，在一些鈦合金金屬切割的過程當中，也需要保持著連續高溫的切割作業，而這也使得其整體在切割過程中，會導致所切割的邊緣形態呈現顆粒狀。基于上訴種種現象，在刀具的選擇上，就必須要保證刀具的磨損性較低，且使用壽命較長，或者對其刀片進行涂層處理，這樣才能夠保證其自身有較高的耐熱性。

三、數控技術在鈦合金加工中的工藝控制

針對于鈦合金材料自身的特殊性，因此在加工的時候就必須要保證好對于數控加工工藝路線的選擇，以此才能夠保證在進行精密儀器加工時，能夠對其整體加工過程當中出現的問題進行有效規避。對此，在進行銑削方式的選擇時，必須針對不同的切割過程進行選擇。一般而言，針對行腔銑所采用的線刀走刀方式而言，需要保證切削參數在允許的范圍之內，或者是采用較大的徑向分層結構對其進行加工處理，這樣才能夠保證在對其兩側進行加工時，可以進行有效的來回銑削，以此才能夠充分利用其零件的剛性來提高工作的效率。值得注意的是，在這個過程當中，絕不能允許刀具中途停頓，而是必須保證在走刀結束后，立即出現退刀，以免其表面由于過度堅硬而產生氧化皮現象，這不僅會加速對刀具的磨損，還會導致其材料出現形變的現象。

在數控加工生產前，需要對其編程進行控制，并通過進刀方式的選擇來實現對于整體切割和切入點的篩選，這樣才能夠保證其沖擊力能夠降低，以此才能確保刀具的剛性，同時也能夠降低刀具的磨損程度。在進行精加工時，對于編程的設計也必須要保證刀具的切入線和切出路線相一致，盡量減少在其輪廓處出現停刀的現象，這樣才能夠有效避免由于功的突然改變而導致其材料出現彈性變形，進而就會使其在材料體上出現刀痕的現象。鈦合金自身具有強度高、黏性大的特性，所以在切割過程當中，特別容易在切割區域產生堆積熱能，導致其整體溫度升高，致使切割時有可能會引起熱能的聚集，產生燃燒的危險，而這就必須要保證其切割速度能夠得到有效控制，以此才能夠通過降低轉數來實現對于材料的有效保護。

四、結語

數控技術的有效應用可以保證通過參數的設計來實現對于鈦合金金屬的有效加工，而在這個過程中，相關人員也需要注意對其整體數據的設置和刀具的選擇，這樣才能夠保證鈦合金所加工出來的零件能夠符合最終應用的標準。

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作者簡介：

陳小蘭（1982-）女，漢族，四川瀘縣人，本科，四川工程職業技術學院高級技師，研究方向：機械制造及其自動化。